*14

تصویر 2: نمای داخلی ماگزیلا............. ............ ............... ............... ............... ............... ...................11
تصویر 3: نمای کامی ماگزیلا.......... ............... ............... ............... ............... ............... .....................13
تصویر 4: انواع شکستگی های لفورت ( Le Fort)........... ............... ............... ............... ...............16
تصویر 5: رادیگرافی CBCT اولیه..... ............... ............... ............... ............... ............... ...............32
تصویر 6: ایجاد برش وستیبولار و دسترسی به دیواره قدامی سینوس ماگزیلاری............... ............32
تصویر 7: ثابت سازی قطعات استخوانی توسط میتی پلیت و پیچ............... ............... ......................33
تصویر 8: ممبران قابل جذب ............... ............... ............... ............... ............... ............... ...............34
تصویر 9: ثابت سازی ممبران قابل جذب و پوشش نقص استخوانی............... ............... ................35
فهرست جداول
جدول 1: مقایسه بیشترین عرض ناحیه نقص در دو گروه در هر اندازه گیری...................................41
جدول 2: مقایسه بیشترین عرض ناحیه نقص در هر گروه در دو اندازه گیری...................................42
جدول 3: مقایسه درد در فالوآپ میان دو گروه........................ ........................ ....................................43
جدول 4: مقایسه ترشحات در فالوآپ میان دو گروه........................ ........................ ..........................44
جدول 5: مقایسه سینوزیت در فالوآپ میان دو گروه........................ ........................ .........................45
جدول 6: مقایسه تندرنس در فالوآپ میان دو گروه........................ ........................ ............................46
جدول 7: مقایسه کلاپس بافت نرم در فالوآپ میان دو گروه........................ .................................... 47
فهرست نمودار ها
نمودار 1: توزیع جنسی بیماران...............................................................................................................40
فصل اول:مـقـدمـه
پيشگفتاریکی ازانواع شایع شکستگی ها در ناحیه فک و صورت، شکستگی های ناحیه میانی صورت و استخوان گونه است که در اکثریت این شکستگی ها دیوار قدامی سینوس درگیر می شود (1).
علت درگیری دیواره قدامی سینوس به این علت است که به جهت اینکه، در محل اعمال نیروهای فانکشنال قرار ندارند نازک است و در انواع شکستگی های ناحیه میانی به همین دلیل دچار شکستگی می شود که علاوه بر از بین رفتن و دیواه قدامی سینوس، مخاط پوشانده سینوس را نیز درگیر می کند (1).
درگیری دیواره قدامی سینوس مشکلات زیادی را ایجاد می کند؛ تاثیر بر فرم صورت، تشکیل اسکار ناشی از روند ترمیم که ممکن است در ناژ به داخل حفره بینی رادچار مخاطره کند، پرولاپس بافت نرم به داخل سینوس و بدنبال آن کاهش حجم سینوس است که می تواند سبب عفونت و رینیت است (1-3).
با توجه به مشکلات ذکر شده بازسازی دیواره قدامی سینوس بدنبال شکستگی های میانی صورت ضروری به نظر می رسد برای این منظور تلاش هایی صورت گرفته است. با اینکه بهترین روش بازسازی دیواره قدامی سینوس با همان تکه های خود دیواره است اما بسیاری اوقات به علت خردشدگی این ناحیه امکان آن وجود ندارد و برداشت گرفت از نواحی دیگر موجب افزایش مشکلات ناحیه دهنده استخوان می شود. از اینرو بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزیلا به دنبال شکستگی آن با استفاده از ممبران های جذبی و غیر جذبی مورد مطالعه است (1-3).
كليات1-2-1 مروری بر آناتومی ماگزیلا
استخوان ماگزیلا بعد از ماندیبل بزرگترین استخوان صورت می باشد که در هر فرد دو عدد از این استخوان وجود دارد که به هم متصل شده اند. هر کدام از دو استخوان ماگزیلا در مرز سه حفره قرار دارند؛ سقف دهان، کف حفره چشمی، دیواره طرفی و کف حفره بینی(4).
هر استخوان از یک بدنه و چهار زائده تشکیل شده است شامل زائده گونه ای، پیشانی، آلوئولار و کامی(4).
بدنه:
بدنه ماگزیلا دارای یک حفره وسیع به نام سینوس ماگزیلاری است. چهار سطح تنه عبارتند از:
سطح قدامی : در این سطح یک سری برجستگی مربوط به ریشه دندان های موجود در فک بالا به چشم می خورد که درست بالای برجستگی دندان های ثنایا، فرورفتگی ثنایا به چشم می خورد. در خارج تر از این زائده یک فرورفتگی عمیقتر به نام فرورفتگی نیش دیده می شود. در بالای فرورفتگی نیش، سوراخ تحت کاسه چشمی وجود دارد که محل خروج عروق و عصب تحت کاسه چشمی است. درست بالای این سوراخ، حاشیه تحتانی حفره کاسه چشم قرار دارد. در سمت داخل سطح خارجی توسط بریدگی بینی محدود می شود. این بریدگی در قدام و پایین به خار قدامی بینی ختم می شود (تصویر 1) (4).

تصویر 1: نمای خارجی ماگزیلا
سطح تحت گیجگاهی : این سطح از سطح قدامی توسط زائده گونه ای جدا می گردد. این سطح توسط عروق و اعصاب آلوئولار خلفی فوقانی سوراخ می گردد. قسمت تحتانی این سطح برجسته و گرد می باشد و به آن توبروزیته گفته می شود (تصویر 1) (4).
سطح کاسه چشمی : این سطح صاف و سه وجهی می باشد. در قسمت قدامی این سطح یک فرورفتگی تحت عنوان فرورفتگی تحت کاسه چشمی می باشد که محل عبور عروق و عصب تحت کاسه چشمی می باشد. در حاشیه قدامی این سطح یک بریدگی وجود دارد که به آن بریدگی اشکی گفته می شود (تصویر 1) (4).
سطح بینی : در قسمت مرکزی آن یک سوراخ مشاهده می شود که مدخل سینوس ماگزیلاری می باشد. این سوراخ محلی است که از طریق آن ترشحات سینوس به مآی میانی تخلیه می شود. در قسمت خلفی این سطح یک ناودان وجود دارد که به آن ناودان اشکی گفته می شود و ترشحات غدد اشکی را به بینی تخلیه می نماید (تصویر 1) (4).

تصویر 2: نمای داخلی ماگزیلا سینوس ماگزیلاری : حفره ای هرمی شکل است که کف آن به سمت دیواره طرفی بینی و نوک آن به سمت زائده کونه ای می باشد.مدخل این حفره در قسمت داخلی آن یا به عبارتی دیکر در سمت دیواره حفره بینی است و به آن انتروم گفته می شود. در قسمت تحتانی مجاور ریشه دندان های فک بالا می باشد. همچنین از قسمت خلفی آن عروق و اعصاب آلوئولار فوقانی عبور می نمایند (تصویر 2) (4).
زائده گونه ای : این زائده از استخوان ماگزیلا به استخوان گونه جوش می خورد و در تشکیل قوس گونه شرکت می نماید(4).
زائده پیشانی : این زائده به سمت بالا حرکت نموده و در تشکیل دیواره داخلی حفره کاسه چشمی شرکت می نماید(4).
زائده آلوئولار : این زائده اسفنجی ترین و ضخیکم ترین این اسخوان است. این زوائد دارای هشت حفره در هر سمت می باشند که پذیرای ریشه دندان ها ی فک بالا می باشند. این زوائد برای دندان نیش عمیقترین می باشند و برای آسیای بزرگ عریضترین. عضله بوکسیناتور به قسمت خارجی این زائده متصل می شود(4).
زائده کامی : یک زائده ضخیم که به صورت افقی قرار گرفته و سقف حفره دهان و کف حفره بینی را شکل می دهد. در قسمت قدام به یک استخوان مثلثی تحت عنوان پیش ماگزیلا متصل می شود و در خلف به کام نرم می چسبد. دارای دو سوراخ است : سوراخ ثنایایی در قدام و دو سوراخ در خلف که یکی سوراخ کامی بزرگ و دیگری سوراخ کامی کوچک می باشد (تصویر 3) (4).

تصویر 3: نمای کامی ماگزیلا
1-2-2 ترومای ناحیه فک و صورت
ترومای ناحیه صورت موجب صدمه به بافت نرم، دندان، اجزای استخوانی عمده صورت از جمله ماندیبل، ماگزیلا، زایگوما، کمپلکس نازواوربیتال اتموئید و ساختمان های سوپرااوربیتال می گردد. به علاوه اغلب این صدمات همراه با صدمات سایر نواحی بدن هستند. در این موارد قبل از کامل نمودند شرح حال و معاینه کامل فیزیکی، بایستی ابتدا صدماتی که نیازمند اقدامات فوری هستند کشف گردند (5).
1-2-3 علل شکستگی های صورت
عمده ترین علت شکستگی های صورت در کشور های در حال توسعه تصادفات و سوانح وسایل نقلیه موتوری می باشد. این در حالی است که در کشور های توسعه یافته، نزاع ها و خشونت در رتبه نخست علل شکستگی های دهان و فک و صورت هستند. سایر علل موجود در شکستگی ها عبارت است از: سقوط، حوادث ورزشی و حوادث شغلی (6-8).
1-2-4 طبقه بندی شکستگی های صورت
در طبقه بندی شکستگی ها به بررسی ماندیبل و ناحیه میانی صورت به صورت جداگانه می پردازیم:
شکستگی های ماندیبل
این شکستگی ها را می توان بر اساس محل آناتومیک شکستگی به انواع شکستگی کوندیل، کرونوئید، راموس، زاویه فک، تنه، سمفیز، پارا سمفیز و دنتوآلوئولار تقسیم نمود. از طرفی می توانیم شکستگی های ماندیبل را به شکستگی های چوب ترکه ای، ساده، خرد شده و مرکب تقسیم نمود (9).
وضعیت شکستگی ماندیبل نیز به دو نوع مطلوب و غیر مطلوب قابل تقسیم است. در نوع مطلوب خط شکستگی و کشش عضلانی جلو جابجایی قطعات شکسته را می گیرند. در حالی که در نوع نامطلوب کشش عضلانی موجب جابجایی قطعات شکسته می شود (9).
شکستگی های قسمت میانی صورت
شکستگی های قسمت میانی صورت عبارت اند از شکستگی هایی که بر ماگزیلا، زایگوما و کمپلکس نازواوربیتال اتموئید تاثیر می گذارند. بر این اساس این شکستگی ها را به انواع لفورت I،II،III، شکستگی های زایگوماتیکوماگزیلار، شکستگی های قوس زایگوما، یا شکستگی های نازواوربیتال اتموئید می توان تقکیک نمود (9).
شکستگی لفورت I زمانی رخ می دهد که قشار افقی به ماگزیلا وارد شده و ماگزیلا را از میان سینوس و در طول کف بینی بشکند. در صورتی که نیرو در جهت فوقانی تر به ماگزیلا وارد شود موجب می شود که ماگزیلا و کمپلکس بینی از ساختمان های اوربیت و زایگوما جدا شده و شکستگی لفورت II رخ دهد. اگر نیرو به قدری بالا وارد شود که کمپلکس نازواوربیتال اتموئید، زایگوما و ماگزیلا را از قاعده جمجمه جدا سازد، شکستگی لفورت III رخ می دهد (تصویر 4) (9).
شایعترین نوع شکستگی در این ناحیه شکستگی کمپلکس زایگوما می باشد می باشد که در حالتی رخ می دهد که نیرو به سطح طرفی گونه برخورد نماید (9).

تصویر 4: انواع شکستگی های لفورت ( Le Fort)
1-2-5 درمان شکستگی های ناحیه میانی صورت
در مان شکستگی های ناحیه میانی صورت را می توان براساس در گیری یا عدم درگیری اکلوژن تقسیم نمود (9).
در شکستگی های منفرد قوس زایگوما، زایگوما و نازواوربیتال اتموئید هدف درمان عمدتا بازیابی عملکرد طبیعی چشم، بینی و عضلات جونده به همراه زیبایی صورت می باشد (9).
در شکستگی های منفرد زایگوما جا انداختن باز عموما از طریق ترکیبی از راه های داخل دهان، کنار ابرو و اینفراوربیتال است (9).
در شکستگی قوس گونه به منظور بلند کردن قوس گونه ای و بازگرداندن آن به شکل مناسب، هم از دسترسی داخل دهانی و هم از دسترسی خارج دهانی استفاده نمود. این عمل بایتی در چند روز پس از شکستگی صورت گیرد. در غیر اینصورت و تاخیر در آن مشکلات زیادی در جاانداختن و نگه داشتن آن وجود خواهد داشت (9).
هدف از درمان شکستگی های نازواوربیتال اتموئید به دست آوردن عملکرد طبیعی نازولاکریمال و چشم با جا انداختن استخوان های بینی و الیاف گوشه چشمی میانی به وضعیت طبیعی است (9).
در شکستگی های ناحیه میانی صورت که اکلوژن نیز درگیر است اولین مرحله برقراری اکلوژن مناسب و صحیح با قرار دادن ماگزیلا در مقابل ماندیبل است. در اغلب موارد بی حرکت سازی اضافی برای نواحی شکسته لازم است. زمانی که به دنبال تثبیت بین فکی (IMF) جا انداختن استخوان مناسب انجام شده اما شکستگی ها ناپایدار هستند، برای پایدار کردن استخوان ها میتوان از سیم، تکنیک های suspension wiring یا پلیت های استخوانی استفاده نمود (9).
1-2-6 مواد قابل جذب در پزشکی و دندانپزشکی: کلاژن
استفاده از مواد قابل جذب در دندانپزشکی معاصر در حال گسترش است. یکی از بیشترین موادی که در این راستا استفاده می گردد، ممبران های کلاژنی هستند (10).
کلاژن فراوان ترین پروتئین در بدن حیوانات و انسان ها است. این ترکیب جزء اصلی تشکیل دهنده لیگامنت ها، تاندون ها و قرنیه است. کلاژن همچنین جزء ساختاری مهمی در ترکیب استخوان و دندان می باشد. الیاف کلاژن از سه رشته زنجیره پلی پپتیدی که هر کدام حاوی حدود 1000 آمینو اسید می باشد تشکیل شده است (10).
کلاژن به علت زیست تخریب پذیری عالی و نیز کمی واکنش های ایمونولوژیک، به عنوان ماده ای رایج در زمینه پزشکی، دندانپزشکی و محصولات زیبایی پیدا کرده است. همچنین کلاژن به مقدار فراوان از منابع حیوانی در دسترس است؛ پوست گاو، تاندون و یا دستگاه گوارش حیوانات از منابع رایج حیوانی مورد استفاده در علوم پزشکی هستند (10).
در جراحی های زیبایی، از کلاژن تزریقی به منظور آگمنتاسیون بافت نرم، برطرف نمودن اسکار ناشی از زخم و آکنه و نیز در حذف خطوط چروکیدگی صورت استفاده می شود. در زخم های ناشی از سوختگی از کلاژن به عنوان پوشش ناحیه زخم به منظور جلوگیری از عفونت ناحیه، کنترل تبادل مایعات از ناحیه، حفظ تنظیم دمایی پوست و نیز تسریع بهبود زخم استفاده می گردد. به علاوه، لنز های تماسی نیز از کلاژن ساخته می شوند (10-12).
از کلاژن در ساخت پروتز های عروقی به صورت تیوب های آلوگرفت که راهنمای مسیر بازسازی اعصاب محیطی می باشند، نیز استفاده می شود. همچنین از تیوب های فیبروکلاژنی به منظور در بر گرفتن کش های سیلیکونی یا تفلونی که در زیر پوست کاشته می شوند بهره گرفته می شود (13).
در علم داروسازی، به منظور تنظیم آزاد شدن داروها از بستر های کلاژنی استفاده می شود که تاکنون در سیستم های تنظیم فشار چشم توسط پیلوکارپین با موفقیت به کار رفته اند. همچنین داروهای زیر پوستی آرام آزاد شونده مانند قرص های ضد بارداری، نیز از بستر های کلاژنی در ساختار خود بهره می برند (13و 14).
در دندانپزشکی، کلاژن دارای کاربرد های متعددی است. در درمان سوختگی های دهان از این ممبران ها به صورت موفقیت آمیزی در کنترل زخم استفاده شده است. همچنین در بستن ناحیه جراحی پیوند بافت و نیز تسریع فرآیند بهبود نیز به کار رفته است (10و 15).
همچنین در درمان های پریودونتال و نیز درمان های ایمپلنت ممبران های کلاژنی به صورت یک حفاظ استفاده شده اند. در درمان های پریودونتال و بازسازی هدایت شده بافتی، ممبران کلاژن مانع از مهاجرت سلول های ناخواسته به محل پیوند خواهند شد. در این درمان، ابتدا از ممبران های غیر قابل جذب پلی تترافلوئورواتیلن (ePTFE) استفاده شد. با اینکه استفاده از ممبران های غیر قابل جذب موفقیت بالایی به همراه داشت، جراحی دوم به منظور خارج سازی آنها، تهدید کننده بافت جدیدا تشکیل شده می باشد. به این ترتیب ممبران های قابل جذب در عین موفقیت بالا در درمان پیوند بافت به صورت هدایت شده، عیب نیاز به جراحی دوم جهت خارج نمودن ممبران را نیز ندارند (15).
1-2-7 تهییه ممبران کلاژن
این ممبران ها معمولا از منابع غنی از کلاژن شامل درم پوست یا تاندون ها تهییه می شوند. با تغییر محیط یونی، pH، یا بالا بردن دما از 37 درجه همراه با سرد کردن می توان کلاژن موجود در منابع را تلخیص نمود. سپس با افزودن پپسین پایانه های تلوپپتیدی را که مسئول واکنش های آلرژیک هستند حذف می نمایند. در نهایت به منظور استریل نمودن ممبران ها، می توان از حرارت خشک، اتیلن اکساید، و یا تابش اشعه ماوراء بنفش بهره برد. اشعه، رایج ترین شیوه استریل نمودن است (16).
1-2-8 اضمحلال ممبران کلاژنی
با هجوم گرانولوسیت ها و ماکروفاژ ها، این سلول ها آنزیم های کلاژنولیتیک آزاد می کنند که باعث آغاز تجزیه ممبران می شود. در بدن انسان، می توان چهار مرحله مجزا برای این فرایند مشخص نمود: (1) هیدراسیون که با ورود مولکول های آب به مولکول، سختی و حجم دار بودن ممبران از بین می رود؛ (2) از دست دادن مقاومت که ناشی از شکسته شدن ساختار اولیه ممبران است؛ (3) از دست رفتن یکپارچگی زمانی رخ می دهد که از دست رفتن مقاومت تا حدی پیشرفت می نماید که ممبران به قطعات کوچکتر می شکند؛ (4) در نهایت از دست رفتن توده با تجزیه قطعات ممبران به آمینواسید های سازنده آن صورت خواهد گرفت. مدت زمانی که طول می کشد تا ممبران به صورت کامل تجزیه شود، بسته به درصد ترکیب ممبران بین 4 هفته الی 6 ماه متغیر است (10).
مروري بر مطالعات انجام شدهKessler و Hardt در مطالعه خود در سال 1996 به بررسی کارایی میکرومش های تیتانیومی در بازسازی نقایص استخوانی دیواره سینوس ماگزیلا پرداختند. آنها در 13 بیمار که به علل تومور، کیست های دندانی بزرگ، صدمات وارده به ناحیه گونه و تحلیل استخوان به علت سینوزیت مزمن را تحت درمان بازسازی قرار دادند. بلافاصله پس از بازسازی و 3 ماه پس از آن به منظور کنترل معاینات بالینی و رادیوگرافیک صورت گرفت. همچنین برای تمامی بیماران سینوسکوپی هم انجام داده شد. آنها نتایج مطلوبی از قبیل عدم کلاپس بافت نرم به داخل سینوس ، حفظ کانتور صورت و بازساز ی وسیع شکل سینوس را بدست آوردند(2).
Majewski و همکارانش در سال 2002 در مطالعه خود به بررسی استفاده از ترکیب سیستم های فیکساسیون قابل جذب و غیر قابل جذب در بازسازی نقایص کرانیوفاسیال ناشی از تروما پرداختند. آنها برای 9 بیمار دچار صانحه و آسیب فک و صورت، از مینی پلیت ها و اسکرو های تیتانیومی برای بازسازی باترس گونه که تحت فشار های بیشتری طی فانکشن است و از مش های قابل جذب پلیمری برای بازسازی دیواره سینوس و استخوان های کم ضخامت که طی فانکشن نیروی کمی به آنها وارد می شود استفاده نمودند. آنها بیماران را بین 4 الی 17 ماه پیگیری کرده و هیچگونه عفونت یا آبسه استریل مشاهده نکردند (17).
Kuttenberger و همکارانش در سال 2004 در مطالعه ای تحت عنوان بررسی طولانی مدت نتایج بازسازی دیواره سینوس ماگزیلا با استفاده از میکرومش های تیتانیومی توسط CT اسکن، به بررسی کارایی استفاده از این مش ها در بازسازی نقایص وسیع سینوس در 26 بیمار پرداختند. آنها بیماران را به طور میانگین به مدت 49 ماه پیگیری نمودند و از رادیوگرافی مولتی پلنار CT استفاده کردند. در بررسی رادیوگرافیک بیماران، آنها اسکار پایداری به ضخامت 3 الی 6 میلیمتر در سطح قدامی سینوس در زیر میکرومش تیتانیومی مشاهده کردند. همچنین در 70 درصد بیماران حجم سینوس مشابه سینوس مقابل بود و در مواردی هم که کاهش حجم رخ داده بود، علت آن تطبیق ضعیف مش های تیتانیومی نبوده بلکه ضخیم شدن دیواره داخلی سینوس و یا جایگیری ناصحیح ناشی از آسیب بوده است. همچنین آنها در 77 درصد بیماران عدم تغییر در ونتیلاسیون مشاهده نمودند. عدم تغییر فرم صورت و عدم تهاجم بافت نرم صورت به داخل سینوس از یافته های دیگر مطالعه آنها بوده است(3).
Top و همکارانش در سال 2004 در مزالعه خود به بررسی بالینی و رادیولوژیک بیماران دچار شکستگی های ناحیه میانی صورت همراه با درگیری سینوس پرداختند. آنها در این مطالعه 15 بیمار را به مدت میانگین 20 ماه پیگیری کردند. آنها گزارش نمودند که در 9 بیمار، سینوزیت در رادیگرافی CT اسکن مشهود بوده است. آنها همچنین در توموگرافی تابش تک فوتونی (SPECT) در 8 بیمار نتایج مثبت مشاهده نمودند. آنها در مطالعه خود اینگونه نتیجه نمودند که در بررسی های پیگیری مشکلات مربوط به شکستگی سینوس ماگزیلا مانند سینوزیت، معاینه بالینی و CT اسکن قابل اعتماد ترین تکنیک ها هستند. همچنین آنها پیشنهاد نمودند که به منظور پیگیری بهبود شکستگی های دیواره سینوس و نیز بررسی وجود سینوزیت از رادیگرافی SPECT 2 الی 3 سال پس از شکستگی استفاده گردد. آنها این تکنیک ها را قابل اعتماد ترین تکنیک ها برای جراح به منظور تشخیص مداخله و یا عدم مداخله جراحی در موارد سینوزیت پس از شکستگی دیواره سینوس ماگزیلا دانستند (5).
در سال 2008 Ballon و همکارانش در مطالعه خود به منظور بررسی اهمیت بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزیلا پس از صدمه و ایجاد نقص، به بررسی 4 گروه از بیماران پرداختند. آنها 207 بیمار دچار شکستگی دیواره قدامی سینوس ماگزیلا را به صورت متوسط 4 سال مورد پیگیری قرار دادند. بر روی بیماران گروه های 1 الی 3 جراحی های بازسازی قسمت میانی صورت بدون بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزیلا انجام گرفت. آنها در بیماران گروه 4 با استفاده از استئوسنتز با کمک تیتانیوم، به بازسازی دیواره قدامی سینوس همراه با بازسازی ساختار های صورت پرداختند. آنها در گروه 4 نسبت به گروه 1 و 2 میزان علائم و مشکلات بالینی کمتری مشاهده کردند. به علاوه کمترین شیوع عوارض پس از جراحی در معاینات رادیوگرافیک مربوط به گروه 4 بود. آنها با استفاده از نتایج مطالعه خود این گونه نتیجه گیری نمودند که در جراحی های شکستگی های قسمت میانی صورت، توجه ویژه بایستی نسبت به بازسازی شکستگی های دیواره قدامی سینوس صورت گیرد تا از عوارض و ناراحتی های پس از شکستگی در این ناحیه جلوگیری شود (1).
بيان مسالهیکی از انواع شایع شکستگی ها در ناحیه فک و صورت، شکستگی های ناحیه میانی صورت و استخوان گونه است که در اکثریت این شکستگی ها دیوار قدامی سینوس درگیر می شود (1).
علت درگیری دیواره قدامی سینوس در اکثر تروما های وارده به این ناحیه، نازکی این دیواره به علت عدم وجود فانکشن بر آن در حالت طبیعی است. همچنین فشار های کمی هم که به آن وارد می شوند، توسط استخوان های پرینازال و باترس زایگوماتیک به اطراف منتقل می شوند. از اینرو شکستگی های به دنبال نیرو هایی که به ناحیه میانی صورت وارد می شوند بسیار محتمل است که علاوه بر از بین رفتن و دیواه قدامی سینوس ، مخاط پوشانده سینوس را نیز درگیر می کند (1).
درگیری دیواره قدامی سینوس مشکلات زیادی را ایجاد می کند. یکی از مشکلاتی که بدنبال شکستگی دیواره قدامی سینوس می تواند اتفاق افتد تاثیر بر فرم صورت است (1-3).
از مشکلات دیگری که بدنبال شکستگی دیواره قدامی سینوس اتفاق می افتد ، تشکیل اسکار ناشی از روند ترمیم که ممکن است در ناژ به داخل حفره بینی رادچار مخاطره کند که سبب مشکلات زیادی شود (1-3).
از مشکلات دیگری که بدنبال شکستگی دیواره قدامی سینوس ایجاد می شود پرولاپس بافت نرم به داخل سینوس و بدنبال آن کاهش حجم سینوس است که می تواند سبب عفونت و رینیت شود (1-3).
با توجه به مشکلات ذکر شده بازسازی دیواره قدامی سینوس بدنبال شکستگی های میانی صورت ضروری به نظر می رسد. برای این منظور تلاش هایی صورت گرفته است و روش های مختلفی ارائه شده است. یکی از این روش ها ، بازسازی با میکرومش های تیتانیومی است اشکال این روش در این است که تداوم استخوانی مورد نظر را ایجاد نمی کند و محل با بافت اسکار پر می شود (2و3).
اما بهترین روش بازسازی دیواره قدامی سینوس با همان تکه های خود دیواره است که بسیاری اوقات به علت خردشدگی این ناحیه امکان آن وجود ندارد و برداشت گرفت از نواحی دیگر موجب افزایش مشکلات ناحیه دهنده استخوان است (1) .
دراین میان به نظر می رسد یکی از روشهایی که بازسازی دیواره قدامی سینوس کمک می کند استفاده از ممبران در این ناحیه است که از يک سو با ایجاد یک داربست به تشکیل استخوان کمک می کند و سبب تداوم استخوان می شود و از سوی دیگر نیاز به برداشت گرفت های اتوژن که مشکلات خاص خود از قبیل موربیدیتی ناحیه دهنده گرفت است را بر طرف می کند(2).
هدف از انجام این مطالعه بررسی کارایی ممبران های قابل جذب بازسازی دیواره قدامی سینوس در موارد شکستگی های ناحیه میانی صورت و بررسی توانایی استفاده از آن در کاهش مشکلات مذکور است.
اهداف و فرضيات مطالعهالف) هدف كلي:
ارزیابی کلینیکی و رادیو گرافیك بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزيلاري توسط ممبران قابل جذب
ب) اهداف اختصاصي:
تعيين بیشترین عرض ناحیه نقص در دیواره قدامي سینوس ماگزيلاري در قبل و 6 ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل.
تعيين بیشترین عرض ناحیه نقص در دیواره قدامي سینوس ماگزيلاري در قبل و 6ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه مطالعه.
مقایسه تغییرات بیشترین میزان عرض ناحیه نقص استخوان در دیواره قدامي سینوس ماگزيلاري در قبل و 6ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل.
مقایسه تغییرات بیشترین میزان عرض ناحیه نقص استخوان در دیواره قدامي سینوس ماگزيلاري در قبل و 6ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه مطالعه.
مقایسه تغییرات بیشترین میزان عرض ناحیه نقص استخوان در دیواره قدامي سینوس ماگزيلاري در گروه کنترل و مطالعه در دو فاصله زمانی.
تعيين فراواني وجود یا عدم وجود کلاپس بافت نرم در سینوس ماگزيلاري 6ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل.
تعيين فراواني وجود یا عدم وجود کلاپس بافت نرم در سینوس ماگزيلاري 6ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه مطالعه.
مقایسه فراواني وجود یا عدم وجود کلاپس بافت نرم در سینوس ماگزیلاری 6 ماه بعد از عمل جراحي بازسازی توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل و مطالعه.
تعيين فراواني وجود درد در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی
مقایسه فراواني وجود درد در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی.
تعيين فراواني وجود ترشحات چرکی در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی
مقایسه فراواني وجود ترشحات چرکی در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی
تعيين فراواني وجود تندرنس ناحیه گونه در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی
مقایسه فراواني وجود تندرنس ناحیه گونه در دو گروه مطالعه و کنترل در ماه 6 پس از جراحی
ج) اهداف كاربردي:
استفاده از ممبران قابل جذب در بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزیلاری و کمک به کاهش مشکلاتی از قبیل سینوزیت و تغییر فرم صورت
د) فرضيات يا سؤالات تحقيق:
آیا میزان تشکیل استخوان در دیواره قدامی سینوس 6ماه بعد عمل جراحي توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل و مطالعه يکسان است؟
آیا فراواني وجود یا عدم وجود کلاپس بافت نرم 6ماه بعد عمل جراحي توسط راديوگرافي CBCT در گروه کنترل و مطالعه يکسان است؟
آیا ميزان شیوع درد، ترشحات چركي و تندرنس ناحيه گونه، 6 ماه پس از جراحي در دو گروه کنترل و مطالعه يكسان است؟
فصل دوم:روش كار
مطالعه حاضر مطالعه ای کارآزمایی بالینی بود که به صورت پایلوت صورت گرفت.
2-1 جمعیت مورد مطالعه
در این مطالعه بیماران مراجعه کننده به بیمارستان امدادی شهید کامیاب دارای شکستگی دیواره قدامی سینوس بودند با امضای رضایتنامه آگاهانه وارد مطالعه شدند.
معيارهاي ورود به مطالعه برای بیماران عبارت بود از:
بیمارانی دارای شکستگی در دیواره قدامی سینوس یاشند .
بیمارانی که سابقه سینوزیت نداشته باشند .
بیمارانی که سابقه شکستگی خرد شده دیواره سینوس نداشته باشند .
عرض نقص استخوانی کمتر از mm6 باشد.
بیمارانی که یکی از شرایط زیر را داشتند از مطالعه خارج گردیدند:
عدم شرکت بیمار در جلسات فالوآپ
ترومای مجدد ناحیه گونه
2-2 طراحی مطالعه
در این مطالعه بیمارن به صورت تصادفی و براساس جدول اعداد تصادفی به دو گروه تقسیم شدند. در یک گروه ممبران قابل جذب به منظور بازسازی ناحیه دارای نقص قرار داده شد و در گروه دیگر درمان به صورت معمول و بدون بازسازی دیواره قدامی سینوس ماگزیلا صورت گرفت.
2-3 جراحی بازسازی
در ابتدا رادیگرافی CBCT از بیماران گرفته شد (تصویر 5). بیماران وارد شده به مطالعه، پس از بیهوشی عمومی و انجام برش در ناحیه وستیبول مجاور شکستگی، دسترسی به دیواره قدامی سینوس ماگزیلاری ایجاد گشت (تصویر 6). سپس ریداکشن مناسب در ناحیه گونه و میانی صورت انجام گرفت و در نهایت ثابت سازی توسط مینی پلیت یا پیچ صورت گرفت (تصویر 7).
سپس در گروه کنترل بدون انجام کار خاصی برای بازسازی دیواره قدامی سینوس، برش جراحی با نخ بخیه ویکریل 0-3 دوخته شد.
این درحالی است که در گروه مطالعه نقص ایجاد شده ناحیه قدامی سینوس با استفاده از ممبران قابل جذب CenoMembrane (شرکت همانند ساز بافت کیش، ایران) پوشانده شد (تصویر 8). در نهایت ناحیه برش بوسیله نخ بخیه ویکریل 0-3 به استخوانهای اطراف یا مینی پلیت ثابت شد و سپس برش دوخته شد (تصویر 9).
دستورات پس از جراحی به بیماران داده شد: آنتی بیوتیک: Co-Amaxiclove 3 بار در روز به مدت یک هفته، اسپری بینی بکلومتازون 4 بار در روز، سودوافدرین 30mg 4 بار در روز.
گفتنی است که تمامی جراحی ها توسط یک جراح با تجربه صورت گرفت.

تصویر 5: رادیگرافی CBCT اولیه

تصویر 6: ایجاد برش وستیبولار و دسترسی به دیواره قدامی سینوس ماگزیلاری

تصویر 7: ثابت سازی قطعات استخوانی توسط میتی پلیت و پیچ

تصویر 8: ممبران قابل جذب

تصویر 9: ثابت سازی ممبران قابل جذب و پوشش نقص استخوانی
2-4 بررسی علائم و میزان بهبود
پس از 6 ماه بیمار به منظور برسی علائم موجود تحت معاینه بالینی قرار گرفت. علائم بالینی مورد بررسی عبارت بودند از: تندرنس ناحیه گونه ، ترشح چرک و وجود درد. سپس به منظور بررسی میزان بازسازی استخوانی نقص دیواره قدامی سینوس ماگزیلاری از نظر استخوان سازی و کلاپس بافت نرم به داخل سینوس، رادیوگرافی CBCT درخواست گردید. میزان استخوان تشکیل شده در ناحیه نقص با مقایسه بیشترین عرض نقص در رادیوگرافی پس از عمل با این میزان در رادیوگرافی 6 ماه پس از عمل ثبت گردید.
2-5 روش جمع آوري اطلاعات
شيوه گردآوري اطلاعات، ميداني و ابزار گردآوري اطلاعات، مشاهده بود.
2-6 حجم نمونه
با توجه به محدود بودن تعداد بیمارن و نیز عدم وجود مطالعه مشابه، تمامی بیمارن مراجعه کننده به بیمارستان شهید کامیاب از مرداد 1390 تا مرداد 1391 که دارای شرایط ورود به مطالعه بودن در این مطالعه شرکت نمودند.
2-7 تجزیه و تحلیل داده ها
به منظور بررسی ارتباط میان نحوه مدیریت شکستگی دیواره قدامی سینوس و علائم بالینی در ماه 6، از آزمون Fisher’s Exact test و نیز به منظور مقایسه تغییرات استخوانی ناحیه نقص، از آزمون Paired Sample استفاده گردید. در این مطالعه، فاصله اطمینان 95% انتخاب گردید.

2-8 جدول متغيرها
نام متغير نقشنوعمقياستعريف کاربرديواحد اندازه گيريميزان تشکيل استخوان وابسته کمي نسبتي بیشترین میزان عرض ناحیه نقص استخوانی در دیواره قدامی سینوس در ماه 6 در مقایسه با این میزان بلافاصله پس از جراحی در CBCT mm
کلاپس بافت نرم وابستهکيفياسمي وجود- عدم وجود زمان اندازه گيري مستقل کيفي اسمي قبل عمل،6 ماه بعد عمل زمان اندازه گيري
وجود درد وابستهکيفياسمي وجود- عدم وجود ترشحات چرکي وابستهکيفياسمي وجود- عدم وجود تندرنس وابستهکيفياسمي وجود- عدم وجود گروه مستقلكيفياسمي گروه كنترل – گروه مطالعه فصل سوم:نـتـايـج
در این مطالعه بالینی، 42 بیمار دارای شرایط ورود به مطالعه شرکت نمودند.
از میان شرکت کنندگان 3 بیمار به علت عدم مراجعه به منظور جلسه فالوآپ از مطالعه حذف شدند. یک بیمار هم به علت صدمه مجدد به ناحیه گونه از مطالعه حذف گردید.
بدین ترتیب 38 بیمار با میانگین سنی 73/8 ± 33/27 در مطالعه تا انتها شرکت نمودند. میانگین سنی بیماران در دو گروه بر مبنای آزمون تی زوجی تفاوت معناداری نداشت (P-value = 0.639). توزیع بیماران بر مبنای جنسیت در نمودار 1 نمایش داده شده است.
از این میان شرکت کنندگان در مطالعه، 21 مورد (%26/55) شکستگی در دیواره قدامی سینوس ماگزیلا سمت چپ و 17 مورد (%74/44) در سمت راست بودند.
در گروه کنترل 18 بیمار (%37/47) و در گروه مطالعه 20 بیمار (%63/52) قرار گرفتند.

نمودار 1: توزیع جنسی بیماران
میانگین بیشترین میزان عرض ناحیه نقص بلافاصله پس از جراحی در دو گروه برابر 45/1 ± 23/4 بود. 6 ماه پس از جراحی این میزان به 78/1 ± 83/3 رسید که از نظر آماری تفاوت معنادار نبود (P-value = 0.102). بیشترین عرض ناحیه نقص به تفکیک دو گروه در جدول 1 مشاهده می شود. در بررسی بلافاصله پس از جراحی، دو گروه از نظر عرض ناحیه نقص تفاوت آماری معناداری با یکدیگر نداشتند. این در حالی است که 6 ماه پس از جراحی، بیشترین عرض ناحیه نقص در گروه مطالعه به صورت معناداری از گروه کنترل کمتر بود.
جدول 1: مقایسه بیشترین عرض ناحیه نقص در دو گروه در هر اندازه گیری
P-value
انحراف معیار میانگین تعداد گروه زمان
0.488 13/1 31/4 20 مطالعه بلافاصله پس از جراحی
63/1 12/4 18 کنترل 0.039 71/1 14/3 20 مطالعه 6 ماه پس از جراحی
93/0 07/4 18 کنترل با مقایسه بیشترین عرض ناحیه نقص در هر گروه میان اندازه گیری بلافاصله پس از جراحی و 6 ماه پس از آن، تفاوت آماری معنادری در گروه مطالعه مشاهده شد. در حالی که این تفاوت در گروه کنترل معنادار نبود (جدول 2).
جدول 2: مقایسه بیشترین عرض ناحیه نقص در هر گروه در دو اندازه گیری
P-value
انحراف معیار میانگین تعداد زمان گروه
0.671 63/1 12/4 18 بلافاصله پس از جراحی کنترل
93/0 07/4 18 6 ماه پس از جراحی 0.021 13/1 31/4 20 بلافاصله پس از جراحی مطالعه
71/1 14/3 20 6 ماه پس از جراحی در میان شرکت کنندگان در مطالعه، از 20 بیمار گروه مطالعه، 4 نفر از آنها پس از 6 ماه دارای درد در ناحیه بودند. این در حالی است که در گروه کنترل، از میان 18 نفر 3 نفر پس از 6 ماه دارای درد بودند. بر اساس آزمون Fishers’ Exact test میان درد 6 ماه پس از جراحی و نوع مداخله درمانی ارتباط معناداری مشاهده نشد(جدول 3).
جدول 3: مقایسه درد در فالوآپ میان دو گروه
P-value
شیوع تعداد
گروه

*15

Reference PAGEREF _Toc389856285 h 75چکیده انگلیسی80ضمائم.......................................... I-II
فهرست جداول
TOC f G h z t "جدول" cجدول(۱-۳). مقایسه میانگین عمق پاکت در دو زمان قبل و شش ماه بعد عمل PAGEREF _Toc389856498 h 57جدول(2-۳).میانگین،انحراف معیار،میانه،کمترین و بیشترین PAGEREF _Toc389856499 h 59جدول(3-۳). میانگین،انحراف معیار،میانه،کمترین و بیشترین مقدار شاخص از دست دادن چسبندگی لثه در دو زمان اندازه گیری شده PAGEREF _Toc389856500 h 61جدول(4-۳). میانگین،انحراف معیار،میانه،کمترین و بیشترین مقدار شاخص لثه در دو زمان اندازه گیری شده PAGEREF _Toc389856501 h 63جدول (5-۳). فراوانی خونریزی مشاهده شده در دو زمان اندازه گیری شده PAGEREF _Toc389856502 h 65

فهرست نمودار ها
TOC h z t "نمودار" cنمودار (1-3). توزیع نمرات عمق پاکت در دو زمان اندازه گیری شده PAGEREF _Toc389857753 h 58نمودار(2-3).میانگین شاخص پلاک در قبل و شش ماه بعد عمل PAGEREF _Toc389857754 h 60نمودار(3-3).میانگین چسبندگی لثه در قبل و شش ماه بعد عمل PAGEREF _Toc389857755 h 62نمودار(4-3).میانگین شاخص لثه در قبل و شش ماه بعد عمل PAGEREF _Toc389857756 h 64

فهرست تصاویر
TOC h z t "اشکال" c(۱-۱)آناتومی سطح خارجی استخوان ماگزیلاری PAGEREF _Toc389857858 h 17(٢-۱)آناتومی سطح داخلی استخوان ماگزیلاری PAGEREF _Toc389857859 h 18(۳-۱)نمایی از اعصاب ناحیه ی استخوان ماگزیلاری PAGEREF _Toc389857860 h 19(۴-۱)نوعیBlock graft PAGEREF _Toc389857861 h 21(۵-۱)پیوند اتوژن برداشته شده از استخوان کورتیکال مندیبل PAGEREF _Toc389857862 h 21(۶-۱)مناطق قابل استفاده جهت تهیه بلوک اتوژن از استخوان مندیبل PAGEREF _Toc389857863 h 22(٧-۱)پارتیکل های استخوانی آلوژن PAGEREF _Toc389857864 h 23(۸-۱)نمای شماتیک قراردادن گرفت استخوانی به همراه ممبران در یک ساکت دندانی جهت حفظ استخوان PAGEREF _Toc389857865 h 38(۹-۱)نمای شماتیک قراردادن پیوند استخوان در مجاورت ایمپلنت در یک ریج آتروفیک PAGEREF _Toc389857866 h 39(۱-٢)بررسی میزان استخوان موجود در دیستال مولر دوم براساس رادیوگرافی PA PAGEREF _Toc389857867 h 50(٢-٢) فرز Trephine به قطر mm ۵ PAGEREF _Toc389857868 h 50(۳-٢)محل برداشت پیوند استخوان در ناحیه ی توبروزیته PAGEREF _Toc389857869 h 51(۴-٢)گرفت برداشته شده از ناحیه ی توبروزیته PAGEREF _Toc389857870 h 52

باسمه تعالي
اينجانب ...................... دانشجوي رشته ..................................، به شماره دانشجويي .............. تاييد مي‏نمايم كه كليه‏ي نتايج اين پايان نامه، كار اينجانب و بدون هرگونه دخل و تصرف است و موارد نسخه برداري شده از آثار ديگران را با ذكر كامل مشخصات آورده‏ام. در صورت اثبات خلاف مندرجات فوق، به تشخيص دانشگاه مطابق با ضوابط و مقررات حاكم (قانون حمايت از حقوق مولفان و مصنفان و قانون ترجمه و تكثير كتب و نشريات و آثار صوتي، ضوابط و مقررات آموزشي، پژوهشي و انضباطي ....) با اينجانب رفتار خواهد شد و حق هرگونه اعتراض در خصوص احقاق حقوق مكتسب و تشخيص و تعيين تخلف و مجازات را از خويش سلب مي‏كنم. در ضمن، مسؤوليت هرگونه پاسخگويي به اشخاص، اعم از حقيقي و حقوقي و مراجع ذي‏صلاح (اعم از اداري و قضايي)، بر عهده‏ي خودم خواهد بود و دانشگاه هيچ مسؤوليتي در اين باره نخواهد داشت.
نام و نام خانوادگي دانشجو:
امضا و تاريخ:

حق برداشت
نسخه برداري (به هر روش) چه از متن كامل يا از استخراج‏ها، تنها با هماهنگي دستورالعمل ارائه شده توسط نويسنده‏ي ثبت شده در كتابخانه مركزي دانشگاه علوم پزشكي مشهد امكان پذير است. جزئيات از طريق كتابخانه دانشكده‏ي مربوط قابل دسترسي است. تكثير نسخه‏هاي بيشتر به هر شكل از كپي‏هاي موجود، براساس اين دستورالعمل بدون اجازه‏ي كتبي نويسنده، امكان پذير نيست.
مالكيت حقوق معنوي ذكر شده در اين پايان نامه، متعلق به دانشگاه علوم پزشكي مشهد ‏است. در صورت هرگونه توافق قبلي بر خلاف اين مالكيت با شخص سوم، امكان استفاده‏ي بدون اجازه‏ي كتبي دانشگاه كه شرايط چنين توافقي را تعيين مي‏نمايد، مجاز نمي‏باشد.
استفاده از پايان نامه در مقاله‏ها يا هر نوشته‏ي علمي، منوط به ذكر منبع و با رعايت ضوابط انتشارات دانشگاه علوم پزشكي مشهد مي‏باشد.
چکیدهمقدمه:یکی از بهترین روش ها برای بازسازی نواقص استخوانی در ناحیه دهان ودندان بیماران٬استفاده از پیوند اتوژن است که هنوز به عنوان استاندارد طلایی جهت آگمنتاسیون نواحی دچار کمبود استخوان٬در نظر گرفته می شود.مناطق داخل دهانی متعددی برای برداشت این گرفت استخوانی وجود دارد که توبروزیته ماگزیلا به دلیل دسترسی راحت تر و عوارض جراحی کمتر٬محل مناسبی جهت برداشت مقادیر محدود استخوان می باشد.
هدف از انجام این مطالعه٬ارزیابی مشکلات پریودنتال مولر دوم ماگزیلاری پس از برداشتن پیوند استخوان از ناحیه توبروزیته می باشد.
مواد وروش ها:۱۵ بیمار مراجعه کننده به بخش جراحی و ایمپلنت دانشکده دندانپزشکی مشهد٬با محدوده سنی ۲۰ تا ۴۰ سال٬پس از بررسی شرایط ورود و خروج٬وارد مطالعه شدند.
برای هر بیمار شاخص های عمق پاکت٬از دست دادن چسبندگی لثه٬شاخص پلاک٬شاخص لثه و خونریزی بعد از پروب کردن٬در سه ناحیه شامل میددیستال٬دیستو باکال و دیستولینگوال از هر دندان٬در دو زمان قبل و ۶ ماه بعد از جراحی٬اندازه گیری و ثبت شدند.
نتایج:طبق نتایج به دست آمده از مقایسه میانگین عمق پاکت در دیستال مولر دوم ماگزیلا٬در دو زمان قبل و ۶ ماه بعد از عمل٬مشاهده می گردد که این شاخص به میزان ۴/۱۵٪ کاهش یافته است که این میزان کاهش٬معنی دار بوده است.( ۰۰۲/۰P=)
سه شاخص پلاک ٬از دست دادن چسبندگی لثه و شاخص لثه به صورت رتبه ای ارزیابی شدند که هر سه با گذشت زمان به طور معنی داری کاهش یافته اند.(شاخص پلاک۰۰٢/۰=P)(از دست دادن چسبندگی لثه۰۲۵/۰=P) (شاخص لثه۰۷۷/۰=P)
میزان خونریزی مشاهده شده در ۶ ماه پس از جراحی ۴/٢۱٪کاهش داشته است اما این میزان کاهش معنی دار نبوده است.(۲۵۰/۰ P=)
نتیجه گیری:برداشتن گرفت استخوانی از ناحیه توبروزیته٬منجر به ایجاد مشکلات پریودنتال برای مولر دوم ماگزیلاری مجاور این ناحیه٬نخواهد شد و استخوان ساپورت کننده در دیستال آن٬چنانچه در طی جراحی دچار صدمه شده باشد٬دوباره بازسازی شده به طوری که عمق پاکت و عرض بیولوژیک نرمالی خواهیم داشت.
واژگان کلیدی:توبروزیته ی ماگزیلا-مولر دوم فک بالا-پریودنتیت-پیوند استخوان

-189230-62230000-327660-62230000
فصل اول:
کلیات و مروری بر متون و مقالات

(۱-۱)مقدمه: عواملی مانندپریودنتیت مزمن٬تروما٬مالفورماسیون و نئوپلازی ها می توانند منجر به آتروفی٬ بدشکلی و حتی کاهش عملکرد ریج آلوئولار شوند که بدین ترتیب در زیبایی٬جویدن و یا قرار دادن ایمپلنت جهت تجدید فانکشن جویدن٬اختلال ایجاد می کنند)۱(بنابراین ترمیم این نواحی با افزایش ریج به کمک استفاده از گرفت های استخوانی٬روشی معمول در جراحی های فک و صورت در نظر گرفته می شود.
در این میان با وجود برخی پیشنهادات اخیر درمورد تکنولوژی تعویض استخوان٬گرفت استخوانی اتوژن به دلیل خاصیت استئواینداکتیو٬استئوکنداکتیو و قابل قبول بودن برای سیستم ایمنی٬همچنان بیشترین پذیرش را در جراحی های نوسازی فک و صورت دارند.(۳۰)این نوع پیوند های استخوانی را می توان از مناطق داخل دهانی و نیز خارج دهانی تهیه نمود.(٢۶٬۳۰٬۱)
در بین منابع داخل دهانی٬سمفیز و راموس مندیبل جهت تهیه ی بلوک استخوانی و توبروزیته ی ماگزیلا برای تهیه ی پارتیکل ها به کار می روند.با وجود اهمیت این گرفت های استخوانی در بازسازی ریج٬نمی توان مشکلات و عوارض حاصل از برداشت آن را برای بافت های مجاور نواحی دهنده٬نادیده گرفت.
یکی از عوارض احتمالی قابل مطرح برای این نوع جراحی ها٬بروز مشکلات پریودنتال برای دندان های مجاور ناحیه ی جراحی است.از دست رفتن چسبندگی لثه و بافت های پریودنشیوم و به دنبال آن ایجاد پاکت در دیستال این دندان ها و بروز پریودنتیت٬نتیجه ی قابل پیش بینی به عنوان عارضه برای این نوع جراحی ها٬درنظر گرفته می شود.
مطالعات و اطلاعات مربوط به جراحی های ناحیه ی توبروزیته ی ماگزیلا بسیار محدود است.بیشتر مطالعات به بررسی مشکلات پریودنتال به وجودآمده در جراحی های مولر سوم پرداخته اند.(۳٢و۳۱ و ٢۹-٢۷ و ٢۴-٢٢)
بنابراین هدف از انجام این مطالعه٬ارزیابی تأثیر برداشت پیوند استخوانی از ناحیه ی توبروزیته ی ماگزیلا بر پلاک ایندکس٬ایندکس خونریزی٬ایندکس لثه ای٬عمق پاکت و میزان از دست دادن چسبندگی لثه٬قبل و ۶ ماه بعد از انجام جراحی می باشد.

(٢-۱)کلیات:(۱-٢-۱)تعریف پریودنتیت: پریودنتیت به صورت بیماری التهابی بافت های حمایت کننده دندان می باشد که توسط میکروارگانیسم های خاص یا گروهی از میکروارگانیسم های خاص ایجاد می گردد و با تخریب وسیع لیگامان پریودنتال و استخوان آلوئولار به همراه تشکیل پاکت، تحلیل لثه و یا هر دو٬مشخص می شود.
نمای کلینیکی که باعث شناسایی پریودنتیت از ژنژیویت می شود حضور Attachment loss کلینیکی قابل تشخیص در پریودنتیت می باشد. این حالت معمولاً به همراه تشکیل پاکت و تغییرات در دانسیته و ارتفاع استخوان آلوئولار مجاور می باشد. در بعضی موارد ، ممکن است به همراه از دست رفتن چسبندگی (Attachment loss)، تحلیل لثه نیز روی دهد.
بنابراین اگر اندازه گیری عمق پاکت بدون اندازه گیری میزان چسبندگی کلینیکی (Clinical Attachment level) انجام شود ٬بیماری پیشرونده بصورت مخفی باقی مانده و تشخیص داده نمی شود.
علائم کلینیکی التهاب نظیر تغییر در رنگ، فرم، قوام و خونریزی حین پروب کردن ممکن است همیشه شاخص مثبتی برای Attachment loss پیشرونده نباشند ولی به هر حال هنوز هم وجود خونریزی حین پروب کردن در جلسات متوالی کنترل بیمار، شاخص قابل اطمینانی برای حضور التهاب و احتمالی برای ایجاد Attachment loss (AL) در ناحیه خونریزی کننده می باشد.
AL همراه با پریودنتیت به صورت مداوم یا به صورت طغیان های دوره ای (Periodic) پیشرفت می کند (۳۳).
(٢-٢-۱)نحوه پراکندگي بيماري: پريودنتيت مزمن٬يک بيماري مختص به موضع(site-specific) به شمار مي آيد. علائم کلينيکي پريودنيت مزمن – يعني آماس، تشکيل پاکت، از بين رفتن اتصالات و تحليل استخوان – به اثرات مستقيم تجمع پلاک زير لثه اي در یک موضع خاص٬ نسبت داده مي شود. در نتيجه اين اثر موضعي، ايجاد پاکت، تحليل استخوان و از بين رفتن اتصالات ممکن است در يک سطح دندان اتفاق بيفتد در حالي که ساير سطوح سالم و دست نخورده باقي بمانند. به عنوان مثال، يک سطح پروگزيمال با تجمع مزمن پلاک مي تواند دچار از بين رفتن اتصالات شود در حالي که سطح فاسيال عاري از پلاک همان دندان ممکن است سالم باشد.
به علت مختص به موضع بودن پریودنتیت، وقتي تعداد کمي از نواحي دچار از دست دادن اتصالات و تحليل استخوان باشند،پریودنتیت به صورت موضعي(Localized)و زماني که بيشتر نواحي دهان مبتلا باشند، تحت عنوان منتشر(Generalized) توصيف مي شود.
پريودنتيت مزمن مي تواند عمودي و يا افقي باشد. زماني که از دست دادن اتصالات و تحليل استخوان در يک سطح دندان بيشتر از سطح مجاور باشد، تحليل عمودي، و زماني که ميزان از دست دادن اتصالات و تحليل استخوان در اکثر سطوح دندان يکسان باشد تحليل افقي خواهد بود. تحليل عمودي استخوان معمولاً با ضايعات استخواني زاویه دار و پاکت هاي داخل استخوان(Intrabony) مرتبط است. تحليل استخوان افقي هم معمولاً با پاکت فوق استخوان(Suprabony) همراه است.( ٢)

(۳-٢-۱)انواع پریودنتیت:پريونتيت خفيف : اگر بيشتر از ۱تا ۲ميليمتر از دست دادن اتصالات اتفاق نيفتاده باشد، تخريب از نوع خفيف مي باشد.
پريودنتيت متوسط : اگر ۳تا ۴ميليمتر از دست دادن اتصالات روي داده باشد، تخريب پريودنتال متوسط در نظر گرفته مي شود.
پريودنتيت شديد : در صورت وجود از دست دادن اتصالات به ميزان ۵ميليمتر و بيشتر، تخريب پريودنتال شديد به حساب مي آيد. (۲)
ضايعات با سرعت پيشرفت بيشتر اغلب در نواحي اينترپروگزيمال قرار دارند و معمولاً با نواحي که تجمع پلاک بيشتر و کنترل پلاک آنها مشکل تر است مرتبط هستند.
شيوع و شدت پريودنتيت مزمن با بالا رفتن سن، افزايش پيدا مي کند و عموماً دو جنس را يکسان درگير مي کند. پريودنتيت يک بيماري مرتبط با سن است ولي وابسته به سن نمي باشد. به عبارت ديگر سن فرد عامل افزايش شيوع بيماري نيست و در واقع طول مدتي که بافت هاي پريودنتال با تجمع مزمن پلاک مقابله مي کنند شيوع بيماري را افزايش مي دهد. (۳)
از آن جايي که تجمع پلاک اولين عامل شروع تخريب پريودنتال است، هر عاملي که تجمع پلاک را تسهيل کند و يا از برداشت پلاک طي روش هاي بهداشت دهان ممانعت به عمل آورد، مي تواند براي بيمار مضر باشد.
عوامل نگهدارنده پلاک در شکل گيري و پيشرفت پريودنتيت مزمن مهم هستند چون ميکروارگانيسم هاي پلاک را در مجاورت بافت هاي پريودنتال نگه داشته و محيط مناسبي را براي رشد و بلوغ باکتري هاي پلاک فراهم مي نمايند.
جرم به عنوان مهمترين عامل نگهدارنده پلاک شناخته شده است چون توانايي نگهداري و پرورش باکتري هاي پلاک را در سطح ناصاف خود دارد. به همين دليل حذف جرم جهت برقراري سلامت پريودنشيوم ضروري است.
مارژين ها و يا اورهنگ هاي زير لثه اي رستوريشن ها، پوسيدگي هايي که به زير لثه گسترش پيدا کرده اند، فورکاهاي عريان شده به علت تحليل استخوان و از بين رفتن اتصالات، دندان هاي دچار کراودينگ و با موقعيت نامناسب و تقعرها و شيارهاي ريشه از جمله فاکتورهايي هستند که در گير پلاک و ممانعت از حذف آن دخيل هستند. (۲)
(۴-٢-۱)عوامل خطر ساز بيماري:پریودنتیت یک بیماری عفونی است که مرتبط به گروهی از باکتری های عمدتاً گرم منفی می باشد. پاتوژنز بیماری پریودنتال و نقش عوامل میکروبی به تفصیل در کارگاه جهانی پریودنتیکز در سال ۱۹۹۶مرور شد. بعد از بررسی متون علمی، اعضا مجمع بالاتفاق نتیجه گرفتند که براساس مدارک علمی موجود ۳میکروارگانیزم زیر را می توان به عنوان عوامل اتیولوژیک در نظر گرفت:
A.actinomyce--comitans ، Porphyromonas gingivilis و Tannerella Forsythia بود.
از میان این باکتری ها، gingivalis.Pو T.forsythia غالباً در پریودنتیت مزمن و A.a معمولاً در پریودنتیت مهاجم یافت می شوند. مدارک نشان می دهد که میکروارگانیزم های دیگر نیز ممکن است در ایجاد پریودنتیت درگیر شوند. (۴)اگرچه این پاتوژن ها در ایجاد پریونتیت لازمند، ولی وجود آنها بدین منظور کافی نیست.
مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده اند که وجود میکروارگانیزم ها در پلاک زیر لثه ای تنها قسمت کوچکی از موارد پریودنتیت را توجیه می کند. برای توضیح این یافته ها، محققین پریودنتال اخیراً شروع به صحبت درباره ی یک الگوی جدید در مورد اتیولوژی پریودنتیت بالغین کرده اند. این الگو نشان می دهد که میکروارگانیزم ها علت پریونتیت هستند ولی بروز کلینیکی بیماری (وسعت و شدت آن) بستگی دارد به این که چگونه میزبان به گسترش و بیماری زایی بار میکروبی پاسخ می دهد.
در پاسخ به پاتوژن های پریودنتال و اندوتوکسین های آنها، سلول های ایمنی در پریودنشیوم مخصوصاً مونوسیت ها، واسطه های پیش التهابی از قبیل پروستاگلاندین E، اینترلوکین 1 و TNF ترشح می کنند. پاسخ التهابی بدن، کوششی در جهت حفظ خود در مقابل عوامل بیماری زا است ولی در همان زمان، التهاب می تواند منجر به تخریب بافت همبندی و استخوان شود. بدین وسیله بدن می کوشد تا خود را از شر دندان عفونی خلاص کند. (۴)
تحقیقات اپیدمیولوژیک زیادی بر روی شناسایی عوامل محیطی میزبان که در شروع و پیشرفت بیماری پریودنتال دخیلند، صورت گرفته است. از میان همه ی عوامل محیطی شناخته شده که مرتبط با پریونتیت می باشند، کشیدن سیگار ممکن است مهمترین آنها باشد.
عامل آغاز گر اصلي بيماري پريودنتيت مزمن، تجمع پلاک بر سطح دندان و لثه در محل تلاقي دندان ولثه است. از بين رفتن اتصالات و تحليل استخوان با افزايش نسبت ارگانيسم هاي گرم منفي در پلاک زير لثه اي و افزايش ارگانيسم هايي که به طور اختصاصي پاتوژن شناخته شده اند ارتباط دارد.Prophyrononas gingivalis، Tannerella forsythia و Treponema denticola که تحت عنوان "Red complex" هم شناخته مي شوند غالباً با ازبين رفتن اتصالات و تحليل استخوان پيشرونده در پريودنتيت مزمن در ارتباط مي باشند. شناسايي ويژگي هاي اين ميکروارگانيسم ها و ساير ميکروارگانيسم هاي پاتوژن و ارتباطشان با از دست داد اتصالات و تحليل استخوان به ارائه فرضيه پلاک اختصاصي در ايجاد پريودنتيت مزمن منتهي شد.
بر اساس اين فرضيه اگر چه ميکروارگانيسم هاي گرم منفي پلاک زير لثه اي در پريودنتيت افزايش پيدا کرده اند ولي نسبت هاي افزايش يافته اعضاي Red complex و احتمالاً ميکروارگانيسم هاي ديگري سبب تسريع تحليل استخوان و از بين رفتن اتصالات مي باشند. مکانيسم دقيق اين وقايع هنوز مشخص نشده است، ولي ممکن است اين باکتري ها بر سلول هاي پاسخ آماسي و سلول ها و بافت هاي ميزبان يک اثر موضعي داشته که منجر به فرآيند بيماري مختص به موضع گردد.(۵)
(۵-٢-۱)تشخیص پریودنتیت: بیماری های پریودنتال توسط علائم و نشانه های التهاب لثه و یا تخریب بافت های پریودنتال مشخص می گردد. مشخصه پریودنتیت از دست رفتن اتصالات بافت همبندی است که از CEJ یا درست در ناحیه اپیکالی تر از آن آغاز شده و در امتداد سطح ریشه، به سمت اپیکال گسترش می یابد. تشخیص کلینیکی مرسوم بر اساس اندازه گیری از دست رفتن چسبندگی بافت همبند به سطوح ریشه (تحلیل کلینیکی چسبندگی) و تحلیل استخوان آلوئولار (تحلیل رادیوگرافیک استخوان) صورت می گیرد. (۶)
تشخيص کلينيکي پريودنيت مزمن از طريق بررسي تغييرات آماسي مزمن در لثه مارژينال، وجود پاکت هاي پريودنتال و از بين رفتن اتصالات ميسر مي باشد و در راديوگرافي بر اساس وجود تحليل استخوان تشخيص داده مي شود.
رادیوگرافی به عنوان یک وسیله کمکی ارزشمند در تشخیص بیماری های پریودنتال، تعیین پروگنوز بیماری و ارزیابی نتیجه درمان مطرح است. با این وجود رادیوگرافی فقط یک جزء کمکی برای معاینات کلینیکی است و جایگزین آن نمی باشد. (۷)
از لحاظ بالینی پریودنتیت بر اساس وجود پاکت پریودنتال، پروب کردن پاکت، عمق پاکت، خونریزی هنگام پروب کردن (Bleeding on Probing)، حد چسبندگی (Level of attachment) و تحلیل استخوان آلوئول تشخیص داده می شود. (۸)
(۶-٢-۱)عوامل مرتبط با نقص پریودنتال در دیستال مولر دوم:خارج کردن مولر سوم مندیبل می تواند,باعث ایجاد نقص پریودنتال در سطح دیستال مولر دوم شود.(۹و۱۰)این نقص پریودنتال با افزایش عمق پروبینگ مشخص می شود.سن بالا(۱۰و۱۱)افقی یا مزیوانگولار بودن مولر سوم(۱۱-۱٢و۱۴)و وجود پلاک در سطح دیستال مولر دوم(۱۳و۱۵)مرتبط با وجود نقص پریودنتال در سطح دیستال مولر دوم مندیبل به دنبال جراحی مولر سوم است.برخی مطالعات بر طراحی فلپ در ایجاد یا عدم ایجاد نقص پریودنتال به تفصیل پرداخته اند.(۱۶و۱۷)
(۷-٢-۱)اصول طراحی فلپ:واژه فلپ به معنای یک قسمت از نسج نرم می باشد که:
۱)توسط برش جراحی ایجاد ومشخص شده باشد.
۲)عروق تغذیه کننده برای خودش داشته باشد.
۳)امکان دسترسی به نسوج زیرینش وجود داشته باشد.
۴)به راحتی بتواند در موقعیت اولیه قرار گیرد.
۵)توسط بخیه در جای خودش ثابت بماند وترمیم شود.
انتخاب صحیح نوع فلپ٬باعث کاهش طول درمان وافزایش سرعت بهبودی زخم پس از جراحی می گردد.
اگر هدف جراحی برداشتن یا تغییرات در استخوان است٬تمامی نسوج قرار گرفته روی استخوان٬بایستی کنار زده شود.به علاوه فلپ موکوپریوستال باید کامل ودر برگیرنده پریوست باشد چون پریوست اولین بافت مسئول در ترمیم استخوان است.
اگر استخوان از روی کورتکس آلوئول دندانی برداشته شود٬برش جراحی بایستی mm ۸-۶دورتر از لبه های استخوان برداشته شده٬قرار گیرد.اگر لبه های برش روی استخوان سالم قرار نگیرد٬فلپ تمایل دارد که در داخل حفره استخوان جمع شود که این مسئله باعث باز شدن زخم واختلال در ترمیم می گردد.
فلپ های ماگزیلا خیلی به ندرت باعث صدمه به عناصر آناتومیک این ناحیه می شوند ودر سطح فاسیال زائده آلوئولار ماگزیلا٬اعصاب و شریان در معرض خطری وجود ندارد.
به منظور جلوگیری از آسیب به عروق واعصاب نازوپالاتین در سطح پالاتال ماگزیلا٬ تا حد امکان از انواع برش های عمودی در این ناحیه باید اجتناب شود و در صورت ضرورت٬ بهتر است فقط در منطقه ی کانین و پرمولر اول ایجاد گردد.
خانم Maria Mercedesوهمکارانش در سال ۲۰۰۳در مطالعه ای آینده نگر بر روی ٢۷بیمار با ۴ دندان مولر سوم نهفته مندیبل در اسپانیا٬دونوع فلپ مارژینال وپارامارژینال را مورد مقایسه قرار دادند.در مطالعات آنها٬هرچند که عوارض معمول جراحی ازجمله درد٬تریسموس وتورم در هردو نوع فلپ یکسان گزارش شده است با این حال در فلپ پارامارژینال dehiscences مشاهده شده درحالیکه این اتفاق در نوع مارژینال رخ نداده است. گرچه پاکت پریودنتال تشکیل شده در دیستال مولر دوم بعد از جراحی حذف مولر سوم نهفته٬ در نوع فلپ مارژینال نسبت به فلپ پارامارژینال در ۵ تا۱۰روز اول بیشتر بوده٬اما بعد از گذشت ۳ماه چنین تفاوتی بین دو نوع تکنیک مشاهده نمی شود.بنابراین آنها دریافتند که فلپ پارامارژینال هیچ برتری بر نوع مارژینال ندارد.(۱۶)
وهمچنین آقای Jakse N و همکارانش در سال ٢۰۰٢ در استرالیا که بر رویمقایسه ی دو نوع فلپ مختلف کاربردی برایجراحی مولر سوم نهفته ی مندیبل٬و تأثیر آنها در ترمیم اولیه زخم٬ مطالعه ای انجام دادند٬فلپ مثلثی اصلاح شده را بر نوع Envelope برتر دانسته٬از آن جهت که به طور قابل توجهی کمتر منجر به باز شدن زخم می شود.(۱۷)
(۸-٢-۱)مروری بر آناتومی ماگزیلا:استخوان ماگزیلا بعد از مندیبل بزرگترین استخوان صورت محسوب می شود که از اتصال استخوان های ماگزیلاری راست و چپ فک فوقانی٬شکل می گیرد.
این استخوان در تشکیل سقف حفره دهان٬کف و جدار طرفی بینی٬کاسه چشم٬حفرات اینفراتمپورال و پتریگوپالاتین شرکت دارد و دارای یک جسم وچهار زائده ی فرونتال٬زایگوماتیک٬آلوئولار و پالاتین می باشد.سینوس ماگزیلاری به عنوان بزرگترین سینوس پارانازال در سطح داخلی این استخوان جای دارد.(۱۸)

(۱-۱)آناتومی سطح خارجی استخوان ماگزیلاری(۹-٢-۱)سطح خلفی یا سطح زیر گیجگاهی ماگزیلا:سطح خلفی محدب بوده و جدار قدامی حفرات اینفراتمپورال و پتریگوپالاتین را ایجاد می نماید.در بخش مرکزی این سطح٬دو یا سه سوراخ دیده می شود که محل عبور عروق و اعصاب آلوئولار خلفی-فوقانی می باشد.از بخش خلفی-تحتانی این سطح٬برجستگی ماگزیلاری(Tuber Maxillary)شکل می گیرد که به آن الیافی از عضله ی پتریگوئید داخلی٬اتصال دارد.
این عضله از فوسای پتریگوئید استخوان اسفنوئید شروع می شود و الیافی از آن به توبروزیته اتصال دارد و به سطح داخلی زاویه مندیبل خاتمه پیدا می کند.این عضله به همراه عضله پتریگوئید خارجی٬در ایجاد حرکت دورانی فک٬ایفای نقش می کند.(۱۸)

(٢-۱)آناتومی سطح داخلی استخوان ماگزیلاری
(۳-۱)نمایی از اعصاب ناحیه ی استخوان ماگزیلاری(۱۰-٢-۱)مواد پیوند استخوانی:استخوان برخلاف بافتهاي ديگر ظرفيت منحصر به فردي براي بازسازي کامل خود دارد. اصلي ترين عامل محدود کننده، حفظ فضا براي تشکيل استخوان مي باشد. مواد پيوند استخواني براي تسهيل تشکيل استخوان در يک فضاي مشخص به وسيله اشغال آن فضا و متعاقباً رشد استخوان ( و جايگزيني ماده پيوندي) به کار مي روند. مکانيسم هاي بيولوژيکي که استفاده از مواد پيوند استخواني را حمايت مي نمايند عبارتند از:
osteoconduction ، osteoinduction، osteogenesis.
Osteoconduction ، به تشکيل استخوان به وسيله استئوبلاستها از مارژين ضايعه برروي مواد پيوند استخواني اطلاق مي شود. موادي که خاصيت osteoconduction دارند به عنوان يک داربست براي رشد استخوان عمل مي نمايند. اين مواد نه مهار کننده تشکيل استخوان هستند و نه باعث القاي تشکيل استخوان مي شوند. اين مواد تنها اجازه تشکيل نرمال استخوان توسط استئوبلاست به درون ضايعه پيوند شده در طول سطح ماده پيوندي را مي دهند. مواد پيوند استخواني osteoconductive تشکيل استخوان را به وسيله پل زدن در فاصله بين استخوان موجود و يک منطقه دور تسهيل مي نمايند چرا که در غير اين صورت ضايعه با استخوان پر نمي شود.
Osteoinduction،به تشکيل استخوان جديد از طريق تحريک استئوپروژنيتورهاي ضايعه (يا از طريق عروق) و تبديل آنها به استئوبلاست و شروع تشکيل استخوان جديد، گفته می شود. اين مراحل با القاي تشکيل استخوان به وسيله سلول ها که در غير اين صورت غير فعال مي مانند، شروع مي شود. واسطه های شیمیایی سلولي مي توانند سلولهای استخوان ساز را فعال نمايند.
Osteogenesis،زماني ايجاد مي شود که استئوبلاستهاي زنده درون پيوند استخواني وجود داشته باشند. منبع خوني کافي و امکان زيست سلول ها باعث مي شود تا اين استئوبلاستها مراکز جديد استخوان سازي را درون گرفت ايجاد نمايند.(۱۹)انواع مواد پيوندي که تاکنون براي بازسازي استخوان اطراف ايمپلنت مورد استفاده قرار گرفته در ۴گروه زير جاي مي گيرد.
-A مواد پيوندي اتوژن (Autogenous bone grafts):مواد پيوندي هستند که از يک محل در يک فرد به محل ديگر در همان فرد انتقال داده مي شوند.این مواد تنها مواد پیوندی هستند که حاوی سلول های زنده و قابل قبول سیستم ایمنی بوده و در استخوان سازی اولیه٬نقش اصلی و اساسی را ایفا می کنند.این نوع از مواد پیوندی بیشترین مورد مصرف را در جراحی فک و صورت دارند.
پیوند استخوانی اتوژن از مناطق مختلف بدن فرد و به اشکال مختلف تهیه می شود.

(۴-۱)نوعی Block graftپیوند های استخوانی از این نوع می توانند به اشکال زیر استفاده شوند:
۱)استخوان کورتیکال٬نظیر استخوان به دست آمده از جمجمه یا زاویه ی فک پایین

(۵-۱)پیوند اتوژن برداشته شده از استخوان کورتیکال تنه و راموس مندیبل۲)استخوان اسفنجي
۳)استخوان کورتیکوکانسلوس٬ مانند استخوان به دست آمده از سمفیز فک پایین یا کرست ایلیاک
مغز استخوان و استخوان کانسلوس٬بیشترین تراکم از سلول های استئوژنیک را داشته و به علت یکپارچه نبودن و قطعات ریز (Particulate) و قابل دسترس بودن برای تغذیه ی سلول ها٬ شانس موفقیت پیوند بیشتر است.

(۶-۱)مناطق قابل استفاده جهت تهیه بلوک اتوژن از استخوان مندیبل-B مواد پيوندي آلوژن (Allogenic bone grafts) :به مواد پيوندي که بين افراد مختلف يک گونه انتقال مي يابد آلوژن گفته می شود.از نظر ماکروسکوپیک٬ این گرفت ها می توانند به صورت بلوک یا پارتیکل های استخوانی با سایز های متنوع و طی پروسه های گوناگون جهت حذف عوامل آنتی ژنیک٬ تهیه شوند.اکثر این گرفت ها به صورت یکی از محصولات زیر تولید می شوند:
۱)Freeze-Dried Bone Allograft (FDBA)
۲) (DFDBA) Demineralized Frized Dried Bone Allograft

(٧-۱)پارتیکل های استخوانی آلوژن
-C مواد پيوندي زنوژنيک (Xenogenic bone grafts) :مواد پيوندي که بين جانوران از گونه هاي مختلف انتقال مي يابند.مانند Bio-Oss که از استخوان گاو تهیه می شود.
-D مواد آلوپلاستيک (Alloplastic materials) :مواد سنتتیک يا غير آلي که بعنوان جايگزين استخوان استفاده مي شوند٬مانند انواع هیدروکسی آپاتیت ها و TCP(تری کلسیم فسفات) ها. (۱۹)

(۱۱-٢-۱)تهيه استخوان از منابع داخل دهاني:به نظر مي رسد، كه در مقايسه با ديگر مواد پيوند استخواني، استخوان اتوژن بهترين ماده پيوند استخواني است. زيرا علاوه بر دارا بودن خاصيت استئوكانداكتيو ، استئواينداكتيو و استئوژنيك نيز هست.
عمده منابع داخل دهاني دهنده ی استخوان اتوژن، توبروزيتي ماگزيلا، راموس مندبيل، سمفيز منديبل و زائده ی کرونوئید می باشد.با این حال برداشت استخوان از نواحی دیگر نظیر باترس زایگوما٬استخوان قدام کام و بردر تحتانی فک پایین نیز امکان پذیر می باشد.
توبروزيتي ماگزيلا در مقايسه با ساير نواحي، منبع استخوان اتوژنوس پرسلول تري به دست مي دهد. به هر حال طبيعت ترابكولار اين ناحيه مقدار كمتري ماتريكس معدني داشته و حجم كلي استخوان در دسترس براي عمل پيوند معمولاً كافي نمي باشد.
براي تهيه مقادير بيشتر استخوان، مناسب تر خواهد بود كه استخوان از راموس منديبل و يا ناحيه سمفيز تهيه شود.اين استخوان كه مشخصاً بيشتر كورتيكال مي باشد را مي توان به صورت يك بلوك يا خردشده (ground) يا تراشيده و تبديل شده به قطعات كوچكتر تحت عنوان Particulated graft استفاده نمود.
با وجود اينكه راموس و سمفيز منديبل منابع استخواني خوبي براي پيوند هستند، كلينيسينها، گاهي تمايل به تهيه استخوان از اين نواحي ندارند، چرا كه ريسك خطر آن به واسطه روش هاي جراحي بالا است. خطرات جراحي در ناحيه سمفيز منديبل شامل خونريزي بعد از عمل، كبودي، باز شدن زخم، آسيب به انسيزورهاي پايين، احتمال تغییر فرم چانه و آسيب به اعصاب مي باشد. شايد آسيب به عصب قابل توجه ترين مساله باشد، زيرا پتانسيل آن را دارد تا يك تغيير آزار دهنده دراز مدت در حس لب پايين، دندانهاي قدامي و لثه بيمار ايجاد نمايد.
در مطالعه ای که توسط آقای Silva FM در سال ٢۰۰۶ برروی مشکلات حاصل از برداشت گرفت اتوژن برای پیوند استخوان قبل از قراردادن ایمپلنت بر روی ۱۰۴ بیمار کاندید این جراحی انجام شد٬مکان های برداشت گرفت شامل: ۴۰٪ موارد از سمفیز٬ ۸/٢۸٪ از راموس و ۲/۳۱٪ از توبروزیته بود که بارزترین مشکل گزارش شده آنها٬بی حسی لب پایین و چانه بود که به میزان ۱۶٪ مشمول سمفیز و ۳/۸٪ از راموس گزارش شده اما هیچ مشکلی بعد از برداشت گرفت اتوژن از توبروزیته یافت نشده است.(۱)
يك خطر بالقوه ی دیگر٬ تغيير نماي صورت مي باشد. اين خطر به خصوص زمانيكه عضلات صورت كاملاً از استخوان تا وراي لبه تحتاني منديبل بلند شوند، ايجاد مي گردد. در شرايطي تحت عنوان Witch's chin عضلات فاسيال و پوست پوشاننده چانه دچار افتادگي گشته و در سمت فاسيال يك بافت بدشكل به دنبال جراحي ايجاد می گردد.
هر زماني كه تهيه استخوان اتوژن لازم باشد٬صرفنظر از ناحيه و روش مورد استفاده٬ از تكنيكهايي كه ايجاد گرماي بيش از حد مي نمايند بايد اجتناب گردد. زنده ماندن سلولهاي استخواني حائز اهميت مي باشد.
درجه حرارت بيش از ۴۷درجه سانتيگراددر بیشتر از یک دقیقه٬منجر به نكروز استخوان مي گردد. بنابراين استفاده از دريل ها، Trephine ها واره ها براي بريدن استخوان بايستي همراه با شستشوی فراوان با نرمال سالین باشد تا حرارت اينسترومنت و استخوان افزايش نيابد.)٢۱)
يك راه براي تسهيل ورود عروق به ناحیه ی پیوند٬ سوراخ كردن كورتكس است. در هنگام استفاده از استخوان اتوژن، فضاهاي باز براي نفوذ عروق از طريق جزء اسفنجي استخوان اتوژن پيوند شده تأمين مي گردد.درهنگام استفاده ازآلوپلاستها به عنوان ماده پيوندي نيز به اين فضاها براي نفوذ نياز است.
Cutting cones كه نتیجه ی فعالیت استئوكلاستهاي مشتق از منوسيت هاي خوني هستند، استخوان غيرزنده و مواد پيوندي را جذب كرده و به عروق اجازه رشد به محل را مي دهند.

(۳-۱)مروری بر مطالعات انجام شده:با توجه به کمبود مطالعات مربوط به ناحیه ی توبروزیته٬ مروری بر متون تا حد زیادی مربوط به عمل جراحی مشابه(جراحی دندان عقل)می باشد.
آقای Sweet JB وهمکارانش در سال ۱۹۷۸درمورد فاکتورهای مؤثردر بهبودی وضعیت پریودنتال در جراحی مولر سوم مندیبل در نواحی با استئوئیت موضعی،مطالعاتی انجام دادند.آنها ۵۰۴ ناحیه را در ٢۵٢بیمار درنظرگرفتند.این نواحی در تمامی افراد، بعدازعمل، با نرمال سالین ml۳۵۰-۱۷۵شستشو داده شد وتنها برای نیمی از آنها یک نوع دهانشویه ضدمیکروبی Chloramine T(sodium-p-toluenc sulfonchloramid) قبل از عمل تجویز شد.تفاوت معناداری بین استفاده از حجم های متفاوت نرمال سالین(ml۱۷۵یا ml۳۵۰) بعد از عمل در بروز استئوئیت موضعی دیده نشده اما استفاده ار دهانشویه آنتی سپتیک قبل از عمل به همراه شستشو با نرمال سالین بعد از عمل ،کاهش چشمگیری در بروز استئوئیت موضعی داشته است.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Sweet</Author><Year>1978</Year><RecNum>5</RecNum><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">5</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Sweet, J. B.</author><author>Butler, D. P.</author></authors></contributors><titles><title>Predisposing and operative factors: effect on the incidence of localized osteitis in mandibular third-molar surgery</title><secondary-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol</secondary-title></titles><periodical><full-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol</full-title></periodical><pages>206-15</pages><volume>46</volume><number>2</number><edition>1978/08/01</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Chloramines/therapeutic use</keyword><keyword>Dry Socket/ etiology</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandibular Diseases/etiology</keyword><keyword>Molar/ surgery</keyword><keyword>Mouthwashes/therapeutic use</keyword><keyword>Risk</keyword><keyword>Sex Factors</keyword><keyword>Smoking/complications</keyword><keyword>Sodium Chloride/administration &amp; dosage</keyword><keyword>Therapeutic Irrigation</keyword><keyword>Tooth Extraction/ adverse effects</keyword><keyword>Tooth, Impacted/ surgery</keyword></keywords><dates><year>1978</year><pub-dates><date>Aug</date></pub-dates></dates><isbn>0030-4220 (Print)&#xD;0030-4220 (Linking)</isbn><accession-num>280828</accession-num><urls></urls><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۲۲)
آقای Kugelberg CF وهمکارانش در سال ۱۹۹۰درسوئد طی یک مطالعه گذشته نگر،به بررسی بهبود وضعیت پریودنتال مولر دوم٬۲ تا ۴ سال بعد از جراحی مولر سوم پرداختند.آنها ۵۱ نفر شامل دو گروه سنی٢۵ سال وکمتر و٢۶ سال وبیشتر را درنظر گرفتند که نتایج بدست آمده به این صورت بود که بین۲تا۴ سال از لحاظ کاهش سطح استخوانی وعمق پاکت تفاوت معناداری مشاهده نشد اما از لحاظ گروه سنی این تفاوت وجود داشت که در گروه زیر ٢۵ سال ۴۵٪ کاهش عمق پاکت مشاهده ودر بقیه موارد تفاوتی یافت نشد،اما در گروه بالای ٢۶ سال این کاهش در حدود ۸/۱۴٪ بود ونیز اینکه متوسط سنی برای بهبود وضعیت پریودنتال کمتر از ٢۵ سال می باشد.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Kugelberg</Author><Year>1990</Year><RecNum>6</RecNum><record><rec-number>6</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">6</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Kugelberg, C. F.</author></authors></contributors><auth-address>Institute for Postg--uate Dental Education, Jonkoping, Sweden.</auth-address><titles><title>Periodontal healing two and four years after impacted lower third molar surgery. A comparative retrospective study</title><secondary-title>Int J Oral Maxillofac Surg</secondary-title></titles><periodical><full-title>Int J Oral Maxillofac Surg</full-title></periodical><pages>341-5</pages><volume>19</volume><number>6</number><edition>1990/12/01</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Alveolar Bone Loss/pathology</keyword><keyword>Alveolar Process/pathology</keyword><keyword>Dental Plaque Index</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Follow-Up Studies</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Middle Aged</keyword><keyword>Molar, Third/ surgery</keyword><keyword>Oral Hygiene</keyword><keyword>Periodontal Index</keyword><keyword>Periodontal Pocket/pathology</keyword><keyword>Periodontium/ physiology</keyword><keyword>Retrospective Studies</keyword><keyword>Tooth, Impacted/ surgery</keyword><keyword>Wound Healing</keyword></keywords><dates><year>1990</year><pub-dates><date>Dec</date></pub-dates></dates><isbn>0901-5027 (Print)&#xD;0901-5027 (Linking)</isbn><accession-num>2128310</accession-num><urls></urls><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(٢۳)
آقای Kugelberg CF وهمکارانش در سال ۱۹۹۱در سوئد،اثرات جراحی مولر سوم نهفته مندیبل را برروی بافت های پریودنتال مجاور مولر دوم در یک مطالعه کوهورت مورد بررسی قرار دادند.در بین ۱۷۶نفر در گروه سنی زیر ۲۰سال وبالای ۳۰سال ،معاینات قبل از عمل و۱ سال بعد از عمل انجام شد.این معاینات هم به صورت کلینیکی وهم رادیوگرافی صورت گرفت.همه بیماران از لحاظ شرایط عمل جراحی٬ یکسان بودندوکنترل پلاک آنها در قبل ازعمل ونیز بعد از عمل مطلوب گزارش شد.نتیجه آن بود که حذف مولر سوم با ایجاد یک زاویه بزرگ نسبت به استخوان اطراف مولر دوم مجاور،اثر مفیدی بر سلامت پریودنتال مولر دوم دارد.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Kugelberg</Author><Year>1991</Year><RecNum>7</RecNum><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">7</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Kugelberg, C. F.</author><author>Ahlstrom, U.</author><author>Ericson, S.</author><author>Hugoson, A.</author><author>Kvint, S.</author></authors></contributors><auth-address>Institute for Postg--uate Dental Education, Jonkoping.</auth-address><titles><title>Periodontal healing after impacted lower third molar surgery in adolescents and adults. A prospective study</title><secondary-title>Int J Oral Maxillofac Surg</secondary-title></titles><periodical><full-title>Int J Oral Maxillofac Surg</full-title></periodical><pages>18-24</pages><volume>20</volume><number>1</number><edition>1991/02/01</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Alveolar Process/pathology</keyword><keyword>Dental Plaque Index</keyword><keyword>Dental Sac/pathology</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Middle Aged</keyword><keyword>Molar/pathology</keyword><keyword>Molar, Third/pathology/ surgery</keyword><keyword>Periodontal Index</keyword><keyword>Periodontal Pocket/pathology</keyword><keyword>Periodontium/ physiopathology</keyword><keyword>Prospective Studies</keyword><keyword>Root Resorption/pathology</keyword><keyword>ToothExtraction</keyword><keyword>Tooth, Impacted/pathology/ surgery</keyword><keyword>Wound Healing</keyword></keywords><dates><year>1991</year><pub-dates><date>Feb</date></pub-dates></dates><isbn>0901-5027 (Print)&#xD;0901-5027 (Linking)</isbn><accession-num>2019777</accession-num><urls></urls><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(٢۴)
آقای Absi EG وهمکارانش در سال ۱۹۹۳در دانمارک،مقایسه ای روی عوارض حذف مولر سوم مندیبل توسط دو تکنیک استفاده از چیزل و یا به کمک فرز انجام دادند.در این مطالعه ۵٢ بیمار با مولرهای سوم نهفته بطور دو طرفه،مورد بررسی قرار گرفتند.در تمام این بیماران یک مولر به کمک چیزل ودیگری به کمک فرز جراحی خارج شد.علائمی مثل درد،تورم صورت واختلال حس لینگوال ولبیال در هر دو طرف این بیماران بعد از٢۴٬۶و۴۸ ساعت وحتی تا ۷روز بعد از جراحی دیده شد اما هیچ تفاوت معناداری بین دو روش به کار برده شده در بروز این عوارض وعمق پاکت پریودنتال در دیستال مولر دوم دیده نشد.حتی طول درمان نیز در هردو روش یکسان گزارش شد.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Absi</Author><Year>1993</Year><RecNum>8</RecNum><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">8</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Absi, E. G.</author><author>Shepherd, J. P.</author></authors></contributors><auth-address>Department of Oral Surgery, Medicine and Pathology, University of Wales, College of Medicine, Dental School, Cardiff, UK.</auth-address><titles><title>A comparison of morbidity following the removal of lower third molars by the lingual split and surgical bur methods</title><secondary-title>Int J Oral Maxillofac Surg</secondary-title></titles><periodical><full-title>Int J Oral Maxillofac Surg</full-title></periodical><pages>149-53</pages><volume>22</volume><number>3</number><edition>1993/06/01</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Dry Socket/etiology</keyword><keyword>Edema/etiology</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Lip Diseases/etiology</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Molar, Third/ surgery</keyword><keyword>Osteotomy/adverse effects/instrumentation</keyword><keyword>Pain, Postoperative/etiology</keyword><keyword>Paresthesia/etiology</keyword><keyword>Periodontal Pocket/etiology</keyword><keyword>Prospective Studies</keyword><keyword>Surgical Wound Infection/etiology</keyword><keyword>Tongue Diseases/etiology</keyword><keyword>Tooth Extraction/adverse effects/ instrumentation/ methods</keyword><keyword>Tooth, Impacted/ surgery</keyword><keyword>Wound Healing</keyword></keywords><dates><year>1993</year><pub-dates><date>Jun</date></pub-dates></dates><isbn>0901-5027 (Print)&#xD;0901-5027 (Linking)</isbn><accession-num>8340625</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>S0901-5027(05)80240-1 [pii]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(٢۵)
آقای Craing M در سال ۲۰۰۰ درباره ی استفاده از راموس مندیبل به عنوان مکان دهنده٬ جهت تهیه ی گرفت استخوانی اتوژن٬ مطالعه ای انجام داد.
آنها معتقد بودند که گرفت های استخوانی حاصل از مندیبل٬ تلفیق استخوانی عالی را در کوتاهترین زمان بهبودی در محل گیرنده ی گرفت٬ایجاد می کنند.
آنها هم چنین راموس مندیبل را به عنوان محل دهنده ی گرفت٬بر سمفیز مندیبل برتری دانستند.
احتمال ایجاد پنجره در ناحیه ی قدام مندیبل بعد از برداشت گرفت از سمفیز٬آسیب به عصب منتال و به دنبال آن بی حسی در لب پایین ٬ چانه و دندان های قدامی پایین٬از جمله مشکلاتی بود که بعد از برداشت گرفت از سمفیز گزارش کرده بودند.اما در مقایسه با سمفیز مشکلات پس از جراحی برداشت گرفت از راموس٬ کمتر خواهد بود.
در مطالعه ی آنها٬اختلال حس به صورت موقتی تنها در ناحیه ی بافت نرم باکال محل جراحی و در برخی افراد تریسموس گزارش شده است که طبق نتیجه گیری آنها٬ بااستفاده از برش ساژیتال برای جدا کردن بلوکه های استخوانی از راموس٬ هرچند که از لحاظ دسترسی کمی مشکل و میزان تهیه ی بلوکه ها محدود خواهد بود٬می توان احتمال ایجاد این مشکلات را کاهش داد به میزانی که حتی آن را نادیده گرفت.(٢۶)
آقای Peng KY وهمکارانش در سال ٢۰۰۱ در تايوان، مطالعه ای درمورد وضعیت سلامت پریودنتال مولر دوم مندیبل بعداز خارج کردن مولرسوم نهفته انجام دادند.حدود ۳۱٢ ناحیه را دربین ۵۷ بیمار مبتلا به پریودنتیت درنظرگرفتند که ٢۳٢ ناحیه مربوط به دندان های مولر دومی بود که دندان عقل کنار آنها حداقل ۵ سال قبل خارج شده بودندو۸۰ ناحیه باقیمانده به عنوان مولرهای کنترل از بین افرادی بود که به طور مادرزادی فاقد مولرسوم بودند.پارامترهای پریودنتال ازجمله عمق پاکت،attachment loss،تحلیل لثه وسطح استخوان آلوئل در رادیوگرافی اندازه گیری شد.آنها دریافتند که خارج کردن مولر سوم هیچ تأثیری بر عمق پاکت در سطح مزیال ندارد ولی اثر قابل توجه سابقه جراحی برعمق پاکت در دیستال مولر دوم٬کاملا مشهود بود.از دست رفتن چسبندگی و تحلیل رادیوگرافیک استخوانی بیشتری در دیستال مولر دوم مجاور محل جراحی وجود داشت.در این مطالعه تخریب پریودنتال بیشتری(شامل:عمق پروبینگ بیشتر٬ازدست رفتن چسبندگی٬تحلیل استخوان)در دیستال مولرهای دومی که کنارشان جراحی انجام شده بود٬در مقایسه با دندان های کنترل٬مشاهده شد.در نتیجه گیری این مطالعه٬جراحی دندان نهفته مولر سوم٬به عنوان یکی از عوامل تخریب پریودنتال سطح دیستال مولر دوم٬معرفی شد.(ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Peng</Author><Year>2001</Year><RecNum>10</RecNum><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">10</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Peng, K. Y.</author><author>Tseng, Y. C.</author><author>Shen, E. C.</author><author>Chiu, S. C.</author><author>Fu, E.</author><author>Huang, Y. W.</author></authors></contributors><auth-address>Dental Department, Tao-yuan Military General Hospital, Tao-yuan, Taiwan.</auth-address><titles><title>Mandibular second molar periodontal status after third molar extraction</title><secondary-title>J Periodontol</secondary-title></titles><periodical><full-title>J Periodontol</full-title></periodical><pages>1647-51</pages><volume>72</volume><number>12</number><edition>2002/01/29</edition><keywords><keyword>Adult</keyword><keyword>Aged</keyword><keyword>Alveolar Bone Loss/ etiology/pathology/--iography</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Gingival Recession/etiology</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Middle Aged</keyword><keyword>Molar</keyword><keyword>Molar, Third/ surgery</keyword><keyword>Periodontal Attachment Loss/ etiology/pathology</keyword><keyword>Periodontal Index</keyword><keyword>Tooth Extraction/ adverse effects</keyword></keywords><dates><year>2001</year><pub-dates><date>Dec</date></pub-dates></dates><isbn>0022-3492 (Print)&#xD;0022-3492 (Linking)</isbn><accession-num>11811499</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1902/jop.2001.72.12.1647 [doi]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>٢٧)
Kan در سال ٢۰۰٢ ،مطالعه ی گذشته نگری با هدف بررسی شرایط پریودنتال در دیستال مولر دوم٬۶و۳۶ ماه بعد از خارج کردن مولر سوم نهفته٬انجام داد.در این مطالعه از اندکس های پریودنتال برای بررسی وضعیت کلینیکی مولر دوم استفاده شد و ۱۵۸ بیمار ٢۰ تا ۴۰ ساله مورد بررسی قرار گرفت.رادیوگرافی قبل از عمل تمامی این بیماران موجود بود.نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند که نشانه تخریب پریودنتال دیستال مولر دوم٬وجود یک رادیولوسنسی کرستال قبل از جراحی است که عدم رعایت کنترل پلاک پس از خارج کردن دندان این ناحیه را مستعد یک مشکل پریودنتال موضعی اما دائمی می کند.در این مطالعه سه ریسک فاکتور احتمالی وجود نقص پریودنتال در دیستال مولر دوم٬شامل وجود دندان مولر سوم نهفته مزیوانگولار٬رادیولوسنسی کرستال قبل از جراحی و کنترل ناکافی پلاک پس از عمل٬معرفی گردید.(٢۸)
آقای Jakse N وهمکارانش در سال ٢۰۰٢در استرالیا،به بررسی نوع فلپ در ترمیم اولیه زخم بعداز جراحی مولرسوم پرداختند.طبق مطالعات آنها ۳۳٪از مواردی که بخیه شدند٬ دچار بازشدگی زخم شدند.براساس نتایج آنها٬ ۱۰٪ از فلپ های نوع Triangular و۵۷٪ از فلپ نوع Envelope بعد از بخیه٬ در مرحله ترمیم دچار بازشدگی شدند.نتیجه حاصله به این صورت بود که فلپ مثلثی اصلاح شده،بطور قابل توجهی کمتر منجر به بازشدن زخم می شود.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Jakse</Author><Year>2002</Year><RecNum>11</RecNum><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">11</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Jakse, N.</author><author>Bankaoglu, V.</author><author>Wimmer, G.</author><author>Eskici, A.</author><author>Pertl, C.</author></authors></contributors><auth-address>The Department for Oral Surgery and Radiology, Dental School, Karl-Franzens University Graz, Austria. norbert.jakse@uni-graz.at</auth-address><titles><title>Primary wound healing after lower third molar surgery: evaluation of 2 different flap designs</title><secondary-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod</secondary-title></titles><periodical><full-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod</full-title></periodical><pages>7-12</pages><volume>93</volume><number>1</number><edition>2002/01/24</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Age Factors</keyword><keyword>Cranial Nerve Injuries/prevention &amp; control</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Lingual Nerve Injuries</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Middle Aged</keyword><keyword>Prospective Studies</keyword><keyword>Smoking</keyword><keyword>Surgical Flaps</keyword><keyword>Surgical Wound Dehiscence/ etiology/prevention &amp; control</keyword><keyword>Tooth Extraction/ adverse effects/ methods</keyword><keyword>Wound Healing/ physiology</keyword></keywords><dates><year>2002</year><pub-dates><date>Jan</date></pub-dates></dates><isbn>1079-2104 (Print)&#xD;1079-2104 (Linking)</isbn><accession-num>11805771</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>S1079210402230152 [pii]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۱۷)
آقای Chang HH وهمکاران ایشان درسال ٢۰۰۴درمورد تفاوت تکنیک های دیستولینگوال آلوئولکتومی وTooth division برروی میزان سلامت پریودنتال مولردوم بعداز جراحی مولر سوم مندیبل،مطالعه ای انجام دادند.طبق مطالعات ایشان ۱٢۰بیماری که دندان های عقل پایینشان بطور دو طرفه نهفته بود،درنظر گرفته شدند.در تمام این افراد،عمل کننده یکسانی،مولر یک طرف را با تکنیک دیستولینگوال آلوئولکتومی به کمک چیزل ومولر سمت دیگر را با تکنیکTooth division به کمک فرز،خارج نمود.میزان attachment loss،عمق پاکت سطح استخوان آلوئل سمت دیستال مولردوم،طی دوره های ۷روز،۳ماه و۶ماه بعدازجراحی اندازه گیری شد.نتایج رضایت بخشی از نظر بهبود پریودنتال واستخوان بعد تکنیک دیستولینگوال آلوئولکتومی نسبت به تکنیک به کاربرده شده دیگری،بدست آمده است.(ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Chang</Author><Year>2004</Year><RecNum>12</RecNum><record><rec-number>12</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">12</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Chang, H. H.</author><author>Lee, J. J.</author><author>Kok, S. H.</author><author>Yang, P. J.</author></authors></contributors><auth-address>Department of Dentistry, National Taiwan University Hospital, No 1, Chang-Te Street, Taipei, 100, Taiwan, ROC.</auth-address><titles><title>Periodontal healing after mandibular third molar surgery--A comparison of distolingual alveolectomy and tooth division techniques</title><secondary-title>Int J Oral Maxillofac Surg</secondary-title></titles><periodical><full-title>Int J Oral Maxillofac Surg</full-title></periodical><pages>32-7</pages><volume>33</volume><number>1</number><edition>2003/12/24</edition><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Adult</keyword><keyword>Alveolectomy</keyword><keyword>Bone Regeneration</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible</keyword><keyword>Molar, Third/ surgery</keyword><keyword>Periodontal Attachment Loss/etiology</keyword><keyword>Periodontal Pocket/etiology</keyword><keyword>Periodontium/pathology/ physiology</keyword><keyword>Tooth Extraction/adverse effects/ methods</keyword><keyword>Tooth, Impacted/complications/surgery</keyword><keyword>Wound Healing</keyword></keywords><dates><year>2004</year><pub-dates><date>Jan</date></pub-dates></dates><isbn>0901-5027 (Print)&#xD;0901-5027 (Linking)</isbn><accession-num>14690657</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>S0901-5027(03)90451-6 [pii]&#xD;10.1054/ijom.2003.0451 [doi]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>٢۹)
آقای Schwartz-A-- D و همکاران ایشان در سال ٢۰۰۵٬در یک مطالعه گذشته نگر متوالی بر روی بیمارانی که طی سالهای ۱۹۹۹ تا ۲۰۰۱ گرفت استخوانی دریافت کرده بودند،مشکلات کمی گزارش کردند.طی مطالعات آنها از بین ۶۴ پیوند انجام شده تنها ۱۰ مورد(۶/۱۵٪)مشکلاتی مثل هماتوم،تورم،عفونت یا بی حسی موقتی در ناحیه ی پیوند٬ داشتند.همچنین آنها شکست در پیوند گرفت را در افراد سیگاری ودیابتیک گزارش کردند واین عمل را برای این گونه افراد توصیه نمی کنند.PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5TY2h3YXJ0ei1BcmFkPC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwv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ADDIN EN.CITEPEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5TY2h3YXJ0ei1BcmFkPC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwv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ADDIN EN.CITE.DATA(۳۰)
آقای Richardson DT و همکارانش در سال ٢۰۰۵ در لندن،بر روی نقص های پریودنتال بعد از جراحی مولر سوم،مطالعه ای انجام دادند.آنها از هشت مطالعه ای که انجام دادند که شامل ٢ مطالعه ی کوهرت و۶ مطالعه ی تصادفی شاهددار بود،دریافتند که میانگین مقادیر گزارش شده چسبندگی کلینیکی و عمق پاکت در دیستال مولر دوم٬۶ماه بعد از خارج کردن مولر سوم٬کمتر از ٢ میلیمتر بود که از لحاظ کلینیکی غیر قابل توجه است.در این مطالعه مشخص شد که نمونه هایی که قبل از جراحی٬ بافت های پریودنتال سالم داشتند٬ عمق پاکت و از دست دادن چسبندگی لثه در دیستال مولر دوم بعد از خارج کردن مولر سوم٬ بدون تغییر باقی می ماند اما برای نمونه هایی که قبل از جراحی مشکل پریودنتال داشتند٬اندیکاسیون جراحی مولر سوم باید به دقت بررسی شود٬چرا که این افراد ریسک بالایی برای بدتر شدن عمق پاکت و ازدست دادن چسبندگی لثه در دیستال مولر دوم بعد از جراحی مولر سوم داشتند.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Richardson</Author><Year>2005</Year><RecNum>14</RecNum><record><rec-number>14</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">14</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Richardson, D. T.</author><author>Dodson, T. B.</author></authors></contributors><auth-address>Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Massachusetts General Hospital, Boston, Massachusetts 02114, USA. dtrichardson@partners.org</auth-address><titles><title>Risk of periodontal defects after third molar surgery: An exercise in evidence-based clinical decision-making</title><secondary-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod</secondary-title></titles><periodical><full-title>Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod</full-title></periodical><pages>133-7</pages><volume>100</volume><number>2</number><edition>2005/07/23</edition><keywords><keyword>Alveolar Bone Loss/ etiology</keyword><keyword>Decision Making</keyword><keyword>Evidence-Based Medicine</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Molar, Third/ surgery</keyword><keyword>Periodontal Attachment Loss/ etiology</keyword><keyword>Risk Factors</keyword><keyword>Tooth Extraction/ adverse effects</keyword><keyword>Tooth, Impacted/surgery</keyword></keywords><dates><year>2005</year><pub-dates><date>Aug</date></pub-dates></dates><isbn>1528-395X (Electronic)&#xD;1079-2104 (Linking)</isbn><accession-num>16037768</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>S1079210405001666 [pii]&#xD;10.1016/j.tripleo.2005.02.063 [doi]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۳۱)
Krausz در سال ۲۰۰۵ اثر خارج کردن مولر سوم مندیبل را بر سطح کلینیکی و ارتفاع استخوان آلوئول دندان مولر دوم مجاور٬ بررسی کرد.نمونه های این مطالعه شامل ٢۰ بیمار با دندان عقل نهفته مندیبل دو طرفه بود که یک سمت را جراحی کرده بودند اما سمت دیگر ٬دندان نهفته همچنان باقی مانده بود.ارتفاع استخوان آلوئول از روی رادیوگرافی های پانورامیک٬ به صورت دیجیتالی هم قبل از عمل و هم بعد از آن در هر دو سمت٬ تخمین زده شد.پارامتر های کلینیکی شامل پلاک ایندکس٬ایندکس لثه ای٬ عمق پاکت٬ محل مارژین لثه و سطح اتچمنت کلینیکی در دو سمت اندازه گیری شد.نتایج این مطالعه مشخص کرد که خارج کردن دندان مولر سوم نهفته باعث افزایش قابل توجه ارتفاع استخوان آلوئول در دیستال مولر دوم می شود٬ در حالی که تحلیل استخوان خفیف در سمت دیگر مشاهده می شود.(۳٢)
آقایSilva FM به همراه همکارانش در سال ٢۰۰۶ طی یک مطالعه آینده نگر در دانشگاه پیراسیکابا،برروی ۱۰۳ مورد انسانی،عمل جراحی برداشت گرفت برای پیوند استخوان قبل از ایمپلنت را انجام دادند.٢۸/۴۱٪ موارد از ناحیه سمفیز مندیبل،۸۵/٢۳٪ از راموس و ۸۷/۳۴٪ از توبروزیته ماگزیلا برداشته شد.بیشترین مشکلات حاصل مربوط به برداشت استخوان از ناحیه ی چانه بود که به صورت بی حسی در لب پایین و ناحیه ی چانه دیده شد.بدین ترتیب در حدود ۵۵/۱۵٪ این مشکلات شامل سمفیز می شد و تنها در حدود ۸۵/۳٪ از ناحیه راموس گزارش شده است.در مطالعه آنها هیچ گونه مشکلی بعد از برداشت گرفت از توبروزیته یافت نشده بود.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Silva</Author><Year>2006</Year><RecNum>3</RecNum><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">3</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Silva, F. M.</author><author>Cortez, A. L.</author><author>Moreira, R. W.</author><author>Mazzonetto, R.</author></authors></contributors><auth-address>Piracicaba Dental School, University of Campinas, Brazil.</auth-address><titles><title>Complications of intraoral donor site for bone grafting prior to implant placement</title><secondary-title>Implant Dent</secondary-title></titles><periodical><full-title>Implant Dent</full-title></periodical><pages>420-6</pages><volume>15</volume><number>4</number><edition>2006/12/19</edition><keywords><keyword>Alveolar Ridge Augmentation</keyword><keyword>Bone Transplantation/ methods</keyword><keyword>Chin/innervation</keyword><keyword>Dental Implants</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Lip Diseases/etiology</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible/surgery</keyword><keyword>Maxilla/surgery</keyword><keyword>Osteotomy/adverse effects</keyword><keyword>Pain, Postoperative/etiology</keyword><keyword>Postoperative Complications</keyword><keyword>Prospective Studies</keyword><keyword>Retrospective Studies</keyword><keyword>Sensation Disorders/etiology</keyword><keyword>Tissue and Organ Harvesting/ adverse effects</keyword></keywords><dates><year>2006</year><pub-dates><date>Dec</date></pub-dates></dates><isbn>1056-6163 (Print)&#xD;1056-6163 (Linking)</isbn><accession-num>17172961</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1097/01.id.0000246225.51298.67 [doi]&#xD;00008505-200612000-00017 [pii]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۱)
آقای Coceancig PL در سال ٢۰۰۹در هند در مورد دریافت گرفت در ناحیه دیستال مولردوم مندیبل مطالعه سیستماتیک انجام داد.وی دریافت که در افراد بالای ٢۶سال با مولرهای سوم نهفته که به صورت افقی ویا زاویه دار به سمت مزیال قرار گرفته بودند،بعد از حذف مولر سوم ٬در نمای رادیوگرافی تظاهراتی از Bone loss در دیستال مولر دوم را نشان می دهند که با استفاده از استخوان بیولوژیک،درمان مؤثر وپایداری برای جلوگیری از افزایش پاکت پریودنتال،می توان به کار گرفت.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Coceancig</Author><Year>2009</Year><RecNum>15</RecNum><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Coceancig, P. L.</author></authors></contributors><auth-address>Suite 4, 2nd Floor, Boardwalk North 1 Honeysuckle Drive, Newcastle, 2300 Australia.</auth-address><titles><title>Alveolar bone grafts distal to the lower second molar</title><secondary-title>J Maxillofac Oral Surg</secondary-title></titles><periodical><full-title>J Maxillofac Oral Surg</full-title></periodical><pages>22-6</pages><volume>8</volume><number>1</number><edition>2009/03/01</edition><dates><year>2009</year><pub-dates><date>Mar</date></pub-dates></dates><isbn>0972-8279 (Print)&#xD;0972-8270 (Linking)</isbn><accession-num>23139464</accession-num><urls></urls><custom2>3454012</custom2><electronic-resource-num>10.1007/s12663-009-0006-y [doi]&#xD;6 [pii]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۳۴)

(۴-۱)بیان مسئله و ضرورت انجام تحقيق: نقایص استخوانی که در نتیجه ی تروما،عفونت٬ازدست دادن دندان٬ضایعات پاتوژیک و ... ایجاد می شود،اغلب منجر به فرم غیرطبیعی زوائد آلوئولار ماگزیلا و مندیبل می گردند.
هنگامی که دندانی از دست می رود٬فقدان تحریک استخوان باقیمانده٬موجب کاهش ترابکولها وتراکم استخوانی در آن ناحیه می شود وپهنای خارجی وارتفاع استخوان از دست می رود.(۳۵)پهنای استخوان در طی سال اول از دست دادن دندان ۲۵٪ کاهش می یابد وکلا mm۴از ارتفاع٬در طی سال اول کشیدن دندانها برای پروتز کامل فوری٬از دست می رود.(۳۶)ازاین رو استخوان باقی مانده آناتومی مناسبی برای استفاده از ایمپلنت بدون گرفت استخوانی نخواهد داشت.
انواع متفاوتی از گرفت های استخوانی از جمله آلوگرفت ها،اتوگرفت ها ومواد آلوژن برای آگمنتاسیون این گونه نقایص در نظر گرفته شده است که با توجه به خاصیت OsteoconductiveوOsteoinductive استخوان اتوژن،این مواد روش استاندارد جهت اصلاح نقایص استخوانی درنظر گرفته می شود.
برای رشد قابل پیش بینی استخوان در ریج با عرض کم (mm۴-۵/٢) باید از استخوان اتوژن استفاده شود.چنانچه که کانتور ریج جهت بهبود ارتباط پروتزی باید اصلاح شود پیوند only particulate یا بلوک استخوان اتوژن کاربرد دارد.(۳۷)
مکانهای داخل دهانی شایعی که می توان بلوک اتوژن تهیه کرد،شامل نواحی سمفیز و راموس است.(۳۸)که می تواند در امتداد طرفی ریج٬ مطابق با شکل مطلوب قوس قرار گیرد.
با پیوند مواد به روش Guided Bone Regeneration(GBR) نیز می توان به ۱ تا ٢ میلیمتر افزایش عرض دست یافت.موفقیت مواد آلوپلاست در اصلاح ریج به روش آگمنتاسیون٬به تعداد دیواره های استخوانی که در تماس با ماده پیوند می باشد٬بستگی دارد.(۳۹)

(۸-۱)نمای شماتیک قرار دادن گرفت استخوانی به همراه ممبران در یک ساکت دندانی جهت حفظ استخواندر کنار خواص بی شمار استخوان اتوژن از جمله:افزایش تشکیل استخوان٬نیاز به زمان ترمیم کمتر٬هزینه کمتر وعدم امکان انتقال بیماری٬یکی از اشکالاتی که هنگام برداشتن پیوند استخوان اتوژن باید مدنظر قرار داد، morbidity محل دهنده گرفت می باشد.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Silva</Author><Year>2006</Year><RecNum>13</RecNum><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="x2rre5f2a2a5shesf265r0dbxxzfddvw9tpz">13</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Silva, F. M.</author><author>Cortez, A. L.</author><author>Moreira, R. W.</author><author>Mazzonetto, R.</author></authors></contributors><auth-address>Piracicaba Dental School, University of Campinas, Brazil.</auth-address><titles><title>Complications of intraoral donor site for bone grafting prior to implant placement</title><secondary-title>Implant Dent</secondary-title></titles><periodical><full-title>Implant Dent</full-title></periodical><pages>420-6</pages><volume>15</volume><number>4</number><edition>2006/12/19</edition><keywords><keyword>Alveolar Ridge Augmentation</keyword><keyword>Bone Transplantation/ methods</keyword><keyword>Chin/innervation</keyword><keyword>Dental Implants</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Lip Diseases/etiology</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Mandible/surgery</keyword><keyword>Maxilla/surgery</keyword><keyword>Osteotomy/adverse effects</keyword><keyword>Pain, Postoperative/etiology</keyword><keyword>Postoperative Complications</keyword><keyword>Prospective Studies</keyword><keyword>Retrospective Studies</keyword><keyword>Sensation Disorders/etiology</keyword><keyword>Tissue and Organ Harvesting/ adverse effects</keyword></keywords><dates><year>2006</year><pub-dates><date>Dec</date></pub-dates></dates><isbn>1056-6163 (Print)&#xD;1056-6163 (Linking)</isbn><accession-num>17172961</accession-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.1097/01.id.0000246225.51298.67 [doi]&#xD;00008505-200612000-00017 [pii]</electronic-resource-num><remote-database-provider>Nlm</remote-database-provider><language>eng</language></record></Cite></EndNote>(۳۳)که برخی مطالعات مفصل تر به این موضوع پرداخته اند.
از جمله مشکلاتی که در این زمینه مطرح می شود٬بی حسی لب پایین وچانه٬درد٬تورم٬تریسموس(دائمی یا موقتی)٬خونریزی ونیز استئیت برای گرفت های سمفیز و راموس است اما هیچ یک از این مشکلات برای گرفت های برداشته شده از توبروزیته ایجاد نشده است.(۳۳)
در بسیاری از موارد هنگام جراحی٬ نیازمند بلوک استخوانی نمی باشیم مانند:Fresh socket implantation ٬انجام GBR(Guided bone regeneration) بر روی شیار های اکسپوز شده ی ایمپلنت و ... که در این موارد٬ استفاده از استخوان Particulate به مقدار کم که امکان کاربرد آسان در عمل جراحی را دارد٬ ارجح می باشد.

(۹-۱)نمای شماتیک قرار دادن پیوند استخوان در مجاورت ایمپلنت در یک ریج آتروفیکیکی از منابع در دسترس و تا حد زیادی کم عارضه که به آسانی می توان از آن استخوان اتوژن به دست آورد٬ ناحیه ی توبروزیته ی ماگزیلا می باشد که برای رفع نقایص کوچک استخوانی،به عنوان گرفت استفاده می شود.
با توجه به اینکه تا کنون در مورد morbidity این ناحیه وسایر مشکلات پریودنتال پیش آمده برای مولردوم ماگزیلا به دنبال برداشت گرفت از توبروزیته مطالعه ای صورت نگرفته است،بر آن شدیم تا در مورد این مشکلات بیشتر به تفصیل بپردازیم.

(۵-۱)اهداف و فرضيات:الف) هدف كلي: بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته بر وضعیت پریودنتال مولر دوم فك بالا
 ب) اهداف اختصاصي:
۱)بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته بر probing pocket depth در دیستال مولر دوم فك بالا٬۶ماه پس از برداشتن پیوند
۲)بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته بر Plaque Index در دیستال مولر دوم فك بالا٬۶ماه پس از برداشتن پیوند
۳) بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته بر Gingival Index در دیستال مولر دوم فك بالا٬۶ماه پس از برداشتن پیوند
۴)بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته بر attachment loss در دیستال مولر دوم فك بالا٬۶ماه پس از برداشتن پیوند
۵)بررسي تاثير برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته برBOP در دیستال مولر دوم فك بالا٬۶ماه پس از برداشتن پیوند
ج) اهداف كاربردي:
توصیه به استفاده از منابع دیگر پیوند اتوژن درصورتیکه برداشتن پیوند از توبروزیته باعث عارضه پریودنتالی دندان مولر دوم گردد.

د) فرضيات يا سؤالات تحقيق:
آیا برداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته موجب تغييرات معني دار بر probing pocket depth در دیستال مولر دوم فك بالا مي شود؟
آیابرداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته موجب تغييرات معني دار بر Plaque Index در دیستال مولر دوم فك بالا مي شود؟
آیابرداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته موجب تغييرات معني دار بر Gingival Index در دیستال مولر دوم فك بالا مي شود؟
آیابرداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته موجب تغييرات معني دار بر attachment loss در دیستال مولر دوم فك بالا مي شود؟
آیابرداشتن پيوند استخواني از ناحيه توبروزيته موجب تغييرات معني دار برBOP در دیستال مولر دوم فک بالا می شود؟

-141605-61277500
فصل دوم:
مواد وروش ها

*16

اهداف كلي اين پروسه تحقيقاتي به شرح ذيل مي باشد:
استفاده از شبكه هاي عصبي مصنوعي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي در بازشناسي چهره با توجه به مزاياي ذاتي اين نوع شبكه هااصلاح يك سري چالشهاي خاص در حيطه بازشناسي چهره با استفاده از اين ويژگيها
مقايسه كارايي شبكه هاي مذكور با شبكه هاي عصبي پرسپترون چند لايه در بازشناسي چهره.
ارائه روشي جديد براي انتخاب ويژگيهاي مؤثر در بازشناسي چهره با استفاده از شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي و الگوريتم ژنتيك
ارائه پيشنهاداتي براي ادامه كار با توجه به پتانسيل ها و ديناميك هاي ذاتي اين نوع شبكه ها.
پايان نامه حاضر داراي چهار فصل مي باشد. در فصل اول كلياتي از روشهاي بازشناسي چهره بيان شده و در ادامه به بحث راجع به يك سري چالشها در كلاسه بندي‌هاي پركاربرد در حيطه بازشناسي چهره پرداخته شده است. در ادامه با بيان مختصر و اجمالي تعدادي از خصوصيات ذاتي شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي، مزاياي احتمالي آنها در رفع چالشهاي موجود بيان شده است. در فصل دوم، تاريخچه، الگوريتم، پيكربندي و انواع مختلف شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي به تفصيل بيان شده است. همچنين به يك سري از كاربردهاي پيشين اين شبكه ها به صورت خلاصه و تيتروار اشاره شده است. فصل سوم اختصاص به نتايج آزمايشات و شبيه سازيهاي انجام شده دارد. آزمايشها در سه دسته مجزا انجام شده اند. در فصل چهارم كه فصل نهايي مي باشد،‌كليه مطالب بيان شده جمع بندي شده و پيشنهاداتي جهت ادامه روند پژوهشي دراين زمينه ارائه شده است.

فصـل اول
كليات
1-1- مقدمهدر اين بخش پس از طرح كلياتي از مسئله بازشناسي چهره، با تمركز بر مسئله طبقه بندها به بيان برخي چالشهاي موجود در اين زمينه پرداخته شده است. در ادامه با برشمردن يك سري مزاياي ذاتي شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي، ايده كاربرد آنها در بازشناسي چهره، جهت رفع نقايص موجود مطرح و در انتها جمع بندي مطالب فصل ارائه شده است.
1-2- بازشناسي چهره
بازشناسي چهره در يك جمله بدين صورت تعريف مي شود: اخذ تصوير چهره و شناسايي آن با توجه به نمونه‌هايي كه قبلاً به سيستم آموزش داده شده است. تحقيقات در زمينه بازشناسي چهره داراي قدمتي در حدود نيم قرن مي باشد. هر ساله تعداد مقالات علمي كه در اين زمينه منتشر مي شود، افزايش يافته و هر يك سعي در ارائه روشي بادرصد صحت كلاسه بندي بالاتر دارند. از آنجا كه اين موضوع با رشته هاي علمي فراواني ارتباط دارد، محققين با ديدگاهها و انگيزه هاي گوناگون، از جمله روانشناسان، متخصصان در زمينه‌هاي بازشناسي الگو، شبكه هاي عصبي، بينايي ماشين و ... به آن علاقه فراوان نشان مي دهند.
مطالعات ابتدايي دراين زمينه مربوط به كارهاي روانشناسان دردهه 1950 ميلادي است. تحقيقات فني و مهندسي در اين باب يك دهه بعد، آغاز شد. اما ايده بازشناسي خودكار چهره توسط ماشين در دهه 1970 ميلادي توسط كاناده و كلي مطرح گرديد [53]. در سالهاي نخست تحقيقات صورت گرفته با استفاده از تصاوير دوبعدي بوده است. اخيراً با پيشرفت تكنولوژي امكان تصويربرداري سه بعدي نيز فراهم شده و زمينه تحقيقات گسترده اي را گشوده شده است.
به طور كلي روشهاي بازشناسي چهره را مي توان به سه دسته تقسيم نمود:
الف) روشهاي مبتني بر ويژگيهاي محلي
در اين روشها عناصر محلي مانندچشم، دهان، بيني و ... استخراج شده، خواص هندسي و موقعيت آنها نسبت به يكديگر به عنوان ويژگي به سيستم شناسايي اعمال مي شود [54].
ب) روشهاي كل نگر
در اين دست از متدها از اطلاعات كل تصوير چهره استفاده مي شود. براي استخراج ويژگيهاي تفكيك كننده چهره افراد مختلف، تكنيكهاي آماري به كار برده مي شوند. برخي از معروفترين و كارآمدترين اين روشها به قرار ذيل مي باشند:
روش آناليز مولفه هاي اساسي [56 و 55]
روش آناليز مؤلفه هاي مستقل [57 و 55]
روش آناليز تفكيك كننده خطي [58 و 55]
ج) روش‌هاي هيبريد
اين روشها بيشترين شباهت را به سيستم ادراك انساني داشته و به شكل تركيبي از دو روش پيشين مي باشند. نتايج تحقيقات عملكرد بهتر اين روش نسبت به دو روش قبل را نشان داده است [59].
از آنجا كه در اين پايان نامه از روش آناليز مؤلفه هاي اساسي، استفاده شده، درادامه با تفصيل بيشتري مورد بررسي قرار گرفته است.
1-2-1- تعبیر ومفهوم بردارچهره [60]
تصویر دو بعدی چهره را مي توان به صورت يك بردار يك بعدي در نظر گرفت. اگر عرض وطول تصوير به صورت h و w در نظر گرفته شود، اين بردار داراي h×w مولفه خواهد بود. چگونگي انجام اين كار در شكل 1-1 نشان داده شده است.

شكل 1-1-روش برداری سازی تصوير [Rom 1999]1-2-2- مفهوم فضاي چهره‌بردار چهره معرفي شده در 1-2-1 را مي توان به صورت يك نقطه در فضاي h ×w بعدي در نظر گرفت كه اين فضا ، فضاي تصوير نامیده می شود. از آنجايي كه ساختار چهره ها به لحاظ كلي شبيه به يكديگر مي باشند، تمامي چهره ها منحصر به ناحيه ای محدود در اين فضاي خواهند شد. بنابراین فضای مذکور، يك فضاي بهينه جهت توصيف افتراق چهره ها نمي باشد. در اين جا هدف ايجاد يك فضاي جديد به صورتي است كه بتواند با ابعاد كمتر و به صورت موثرتر اين كار را انجام دهد (فضاي چهره). تفاوت روش هاي مختلف مبتني بر ظاهر، در چگونگي ايجاد فضاي چهره مي باشد. در PCA ، بردارهای پایه در فضای چهره باید طوری انتخاب شوند كه در صورت تصوير شدن نمونه ها بر بردارهاي پايه، تفاوت نمونه ها بيشينه گردد.این بردارهاي پايه در فضاي چهره، مولفه‌هاي اساسي ناميده مي شوند. در شكل 1-2 يك نمونه از فضاي دو بعدي به همراه مولفه هاي اساسي آن نشان داده شده است.

شكل 1-2 يك فضاي دو بعدي به همراه دو مولفه اساسي مجموعه نمونه ها. P1 و P2 دو بردار مولفه اساسي مي باشند. [Rom 1999]1-2-3- صورت هاي ويژه
در صورت وجود مجموعه ای از چهره ها، اگر مولفه هاي اساسي اين مجموعه را به دست آوريم، از آنجا كه ابعاد اين مولفه ها با تصویر اصلی یکسان می باشد، به فرم تصویری، قابل نمايش مي باشند. لذا به هر كدام از اين مولفه ها يك صورت ويژه گفته مي شود. در شكل 1-3 تعدادي از اين صورت هاي ويژه، مربوط به مجموعه چهره های پایگاه داده ORL ،‌ نمايش داده شده است.

شكل 1-3- برخی از صورت های ویژه پایگاه داده ORLدر صورت تصویر کردن هر یک از نمونه های چهره بر صورت های ویژه،‌ تعدادي ضريب بدست مي آيد. این ضرایب، بردار خصوصيت آن چهره را می سازد (شكل 1-4).

شكل 1-4- باز نمایی چهره توسط چهره هاي ويژه و مجموعه ضرايب(بردار ويژگي چهره). [Rom 1999]1-2-4- مولفه هاي اساسي يك مجموعه
از آنجا كه در فضاي تصوير، هر پيكسل به پيكسل هاي ديگر بستگي شدید دارد،فضای تصویر به شدت دچار افزونگی است. (رابطه 1-1)
(1-1)
در رابطه 1-1، بيانگر كواريانس ميان پيكسل iام و jام مي باشد. لذا ساختن يك فضاي جديد به صورتي كه مولفه هاي آن از همديگر مستقل باشند، اجتناب ناپذیر مینماید. بدین شکل که باید ماتريس كواريانس رابطه 2-1 قطري شود. اين بدان مفهوم است كه شباهت هر مولفه (پايه فضاي جديد) با خودش بيشينه و با مولفه هاي ديگر صفر گردد.با محاسبه بردارهاي ويژه متناظر با ماتريس كواريانس ، این مقصود حاصل می شود. بردارهاي ويژه از طريق روش هاي جبري قابل محاسبه می باشند.
(1-2)
در رابطه 1-2، C ماتريس كواريانس، بردارهاي ويژه و مقادير ويژه متناظر با C مي باشند.
1-2-5 روند کلی بازشناسي چهره با استفاده از مولفه هاي اساسي
منظور از اعمال PCA كاهش ابعاد فضاي ویژگی است. با مولفه هاي اساسي بدست آمده از اعمال PCA بر روي يك مجموعه داده، فضاي جديدي ایجاد می شود كه داراي ابعادي برابر با ابعادفضاي اوليه است. خاصيت PCA این است كه بردارهاي فضاي جديد را در راستاي بيشترين اختلاف، انتخاب مي كند. بنابراین چنانچه تنها تعدادي از مولفه هاي اساسي كه متناظر با بزرگترين مقادير ويژه هستند، براي نمايش فضاي جديد استفاده شوند، مي توانيم تا حد زيادي مطمئن باشيم كه اطلاعات تفکیک پذیری نمونه ها حفظ شده است. چنانچه بخواهيم يك روند کلی را جهت بازشناسي چهره با استفاده از مولفه هاي اساسي بيان نماييم، به صورت ذیل خواهد بود:
تبديل n نمونه آموزشي w.h بعدي به يك ماتريس بعدي.
محاسبه ماتريس كواريانس X.
(1-3)
محاسبه بردارهاي ويژه و مقادير ويژه ماتريس كواريانس.
(1-4)
(1-5)
چیدمان بردارهاي ويژه بر اساس مقادير ويژه A، به صورت نزولی و انتخاب چند بردار اول به عنوان مولفه هاي پايه فضاي جديد.
تصوير كردن نمونه هاي آموزشي و آزمايشي بر روي پايه هاي فضاي جديد و در نظر گرفتن ضرايب آنها به عنوان بردار ويژگي نمونه ها .
انتخاب يك معيار مناسب جهت یافتن نزديك ترين نمونه آموزشي به هر نمونه آزمايشي دیگر در فضاي جديد.
1-3- بررسي برخي چالشهاي موجودتلاش اكثر محققين در زمينه بازشناسي چهره بر ارائه روشهاي جديد، جهت افزايش نرخ بازشناسي در آزمايشات، استوار بوده است. امروزه با پيشرفت تكنولوژي و از جمله در سيستم هاي تشخيص هويت، موضوع بازشناسي چهره به يك امر امنيتي تبديل شده و جايگاه خود را بين سيستم هاي امنيتي به هنگام، باز كرده است.
همگام با افزايش كاربردهاي به هنگام بازشناسي چهره، معيارهاي برتري و تفوق روشهاي مختلف بازشناسي بر يكديگر نيز دچار تغيير و تحول شده است. يك سيستم بازشناسي به هنگام موفق، صرفاً به سيستمي با بالاترين نرخ بازشناسي اطلاق نمي شود. معيارهايي نظير زمان آموزش، قابليت تعقيب پويايي هاي فضاي ويژگي، وجود قابليت رشد در سيستم يادگيرنده، عدم حساسيت بالاي كارايي سيستم به تنظيم دقيق پارامترهاي آن و به عبارت بهتر راحتي استفاده بهينه از سيستم توسط كاربر از جمله مواردي هستند كه علاوه بر نرخ بازشناسي بالا بايد مورد توجه قرار گيرند.
همانطور كه مي دانيم روال بازشناسي چهره به طور كلي از سه بخش اساسي تشكيل شده است كه عبارتند از: اخذ تصاوير چهره، استخراج ويژگيهاي تصوير چهره و طبقه بندي يا كلاسه بندي چهره ها با استفاده از ويژگيهاي آنها. تمركز ما در اين پايان نامه بيشتر بر موضوع طبقه بندها بوده و سعي شده چالشهاي بيان شده در اين حيطه مرتفع شوند. ذيلاً به تفصيل راجع به اين چالشها بحث شده است.
1-3-1- زمان آموزش
اكثر كلاسه بندي هاي پركابرد مانند شبكه هاي عصبي پرسپترون چند لايه و ماشين بردارهاي پشتيبان جهت يادگيري كامل فضاي ويژگيها و رسيدن به عملكرد بهينه خود، نيازمند صرف زمانهاي طولاني و تحميل بار محاسباتي و الگوريتمي سنگين بر سيستم مي‌باشند. شبكه هاي عصبي پرسپترون چند لايه جهت رسيدن به پايين ترين خطا در خروجي نيازمند تعداد تكرارهاي زياد در فاز آموزش مي باشند. در صورتي كه در كاربردهاي به هنگام به طبقه بندي هاي سريع و دقيقي نياز داريم كه با تعداد تكرارهاي محدود و در كمترين زمان ممكن به عملكرد مطلوب خود برسند.
1-3-2- پيكربندي ثابت و غير قابل تغيير در اكثر طبقه بندهادر بيشتر طبقه بندها وقتي پارامترهاي مربوطه تنظيم شده و فاز آموزش طي شده باشد، كلاسه بند به يك حالت ايستا رسيده و چنانچه تغييرات جديدي در فضاي ويژگيها رخ دهد و يا اينكه تعدادنمونه ها بيشتر شوند و يا حتي كلاس جديدي اضافه شود، سيستم براي انطباق و يادگيري فضاي جديد بايد مجدداً به صورت كامل آموزش ديده و پارامترهاي بهينه طبقه بند تغيير كند. در صورتي كه در بسياري از كاربردهاي به هنگام، علاوه بر يادگيري اوليه روي داده هاي آموزش، نياز به نوعي قابليت با عنوان يادگيري افزايشي وجوددارد. اين بدان جهت است كه سيستم بتواند داده هاي جديد و پوياييهاي فضاي ويژگي را كه به مرور زمان واقع مي‌شوند، بدون فراموش كردن هر گونه اطلاعاتي راجع به يادگيري‌هاي اوليه خود، به خوبي فرا گرفته و نياز به بازآموزي و تنظيم مجدد پارامترهاي آن وجود نداشته باشد.
1-3-3- دشواري تنظيم پارامترهاي ذاتي در كلاسه بندي هاي متداول‌معمولاً تنظيم پارامترها براي رسيدن به عملكرد بهينه سيستم در اكثر طبقه بندها، امر نسبتاً دشواري است. اين دشواري از آن روست كه عملكرد و خروجي طبقه بند به شدت وابسته به تنظيم دقيق اين پارامترها مي باشد. به عنوان مثال براي اين پارامترها در شبكه هاي عصبي پرسپترون چند لايه، مي توان به تعداد لايه ها و سايز هر لايه اشاره كرد. اين دشواري در اين مورد از آنجا ناشي مي شود كه مقادير مجاز پارامترها در محدوده وسيعي قابل تغيير بوده و تنها در بازه اي كوچك يا دقيقاً در مقدار مشخصي عملكرد بهينه را در پي دارد. با اين تفاسير طراحي طبقه بندها و يافتن پارامترهاي بهينه آنها مستلزم صرف وقت و آزمايشهاي متنوع و فراوان مي باشد.
1-3-4- افزايش پيچيدگي شبكه با افزايش تعداد نمونه هاي آموزش‌در شبكه هاي عصبي پرسپترون چند لايه يكي از پارامترهاي طبقه بند، سايز يا تعداد گره‌هاي هر لايه از شبكه مي‌باشد. اكثر مسايل طبقه بندي با استفاده از يك شبكه عصبي پرسپترون سه لايه (تك لايه مخفي) قابل حل هستند. اما سايز لايه مخفي شبكه كه عملكرد بهينه را تضمين مي كند به تعداد نمونه هايي كه براي آموزش اختصاص مي يابند بستگي شديد دارد. به عبارت ديگر باافزايش تعداد نمونه هاي آموزش براي هر كلاس، شبكه نياز به تعداد بيشتري از گره هاي مخفي جهت تقريب زدن صحيح فضاي ويژگي، پيدا مي كند. اين بدان علت است كه با افزايش تعداد نمونه هاي آموزش، فضاي ويژگي دقيق تر شده و پيچيدگي هاي ذاتي آن دقيق تر نمود پيدا مي كند.
افزايش تعدادگره هاي لايه مياني بر اثر افزايش نمونه هاي آموزش، به معني افزايش حجم شبكه و تحميل بار محاسباتي بيشتري بر سيستم مي‌باشد. علاوه بر اين زمان آموزش نيز به شكل فزاينده اي افزايش مي يابد.
در سيستم هاي به هنگام، از اين جهت كه مرتباً نمونه هاي جديد، ديده شده و يادگيري افزايشي هم وجود دارد، به علت محدود بودن حافظه سيستم، افزايش حجم و توسعه پيكربندي شبكه نبايد روند افزايشي شديدي داشته باشد.
1-4- استفاده از شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي به عنوان راهكار پيشنهاديمواردي كه به آنها اشاره شد، برخي ازچالشهايي بود كه با به هنگام شدن سيستم هاي بازشناسي چهره در ساليان اخير، نمود بيشتري يافته و تلاش جهت رفع آنها اجتناب ناپذير مي نمايد. در اين پايان نامه با استفاده از دسته اي خاص از شبكه هاي عصبي كه مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي مي باشند و استفاده از آنها به عنوان كلاسه بند در بازشناسي چهره، سعي شده نقايص مذكور رفع شده يا بهبود يابند.
ويژگيهاي ذاتي اين نوع شبكه ها كه از اين به بعد از آنها با عنوان اختصاري ART و يا ARTMAP، نام برده مي شود، به شرح ذيل مي باشند.
يادگيري بر اساس تطابق نمونه هاي جديد با نمونه هاي ديده شده
در اكثر طبقه بندها الگوريتم آموزش بر اساس نوعي اصلاح خطا در خروجي بوده و الگوريتم سعي در كم كردن فاصله بين خروجي مطلوب و خروجي واقعي شبكه دارد. به علت خصوصيات ذاتي در اين نوع الگوريتم ها از مشتقات و ماتريسهاي گراديان و... استفاده شده كه بار محاسباتي و الگوريتمي سنگيني به شبكه تحميل مي كند. اما در شبكه هاي ART و ARTMAP الگوريتم آموزش بر اساس تطابق نمونه هاست و نه اصلاح خطاي ايجاد شده. اين امر باعث مي شود با تعريف يك سري قوانين و معيارهاي ساده آموزش براي اندازه گيري اين تطابق،‌شبكه فاز اموزش را به سرعت طي كرده و بار محاسباتي و الگوريتمي تحميل شده بر سيستم كاهش يابد.
تعريف لايه اي از گره ها در شبكه به عنوان خوشه به همراه يادگيري افزايشي
اين خاصيت باعث شده كه شبكه بدون فراموش كردن نمونه هاي قبلي قابليت يادگيري نمونه هاي جديد را نيز داشته باشد. علاوه بر اين تعريف گره ها به عنوان خوشه باعث شده كه يادگيري در اين شبكه ها، كيفي باشد بدين معنا كه با تغيير در اندازه خوشه ها، نمونه هاي جديد به خوبي فرا گرفته شده و افزايش تعداد نمونه ها، بندرت منجر به حجيم شدن شبكه مي شود.
وجود پارامترهاي ذاتي با بازه تغييرات مجاز محدود و عملكرد بهينه شبكه در اكثر نقاط بازه
تعيين تعداد گره هاي بهينه توسط شبكه به صورت خودكار
اين خاصيت از پوياييهاي ذاتي شبكه هاي ART و ARTMAP محسوب شده و نه تنها طراحي شبكه را بسيار آسان كرده، بلكه قابليت استفاده از آن را در كاربردهاي به هنگام نيز، فراهم ساخته است. به دليل وجوداين ويژگي ذاتي، پيكربندي شبكه هاي مذكور به شدت انعطاف پذير مي باشد.
مواردي كه به آنها اشاره شده در فصل دوم، با معرفي تفصيلي الگوريتم و ساختار شبكه هاي عصبي ART و ARTMAP به صورت جامع تري مورد بررسي قرار گرفته اند.
1-5- جمع بندي و خلاصه فصلدر اين فصل با بررسي اجمالي مسئله بازشناسي چهره، به يك سري از چالشهاي نسبتاً جديد كه در سيستم هاي بازشناسي چهره وجود دارند، اشاره شد. از اهم اين موارد مي توان به زمان آموزش طولاني، بار محاسباتي و الگوريتمي سنگين و عدم انعطاف پذيري مناسب در اكثر طبقه بندي هاي متداول اشاره كرد. در پايان با برشمردن اجمالي ويژگي هاي ذاتي و پوياييهاي شبكه هاي عصبي مبتني بر الگوريتم رزونانس تطبيقي، استفاده از آنها در بازشناسي چهره، جهت رفع نقايص موجود، پيشنهاد گرديد.

فصل دوم
بررسي الگوريتم و ساختار شبكه هاي عصبي
مبتني بر Fuzzy ARTMAP و مرور كارهاي گذشته
2-1- مقدمهART يا همان تئوري رزونانس تطبيقي، توسط گراسبرگ، به عنوان تئوري شناختي پردازش اطلاعات درانسان، در سال 1976(م)، ابداع شد. در 1987(م) در رويكردي جهت حل مسئله پايداري – انعطاف پذيري در شبكه هاي عصبي، كارپنتر و گراسبرگ اولين عضو خانواده ART را تحت عنوان ART1، ارائه كردند. هر چند، اين مدل به خاطر پيچيدگي هاي رياضياتي و اينكه فقط براي خوشه بندي خود سازمان‌دهي شده الگوهاي ديجيتال، مناسب بود، چندان با اقبال مواجه نشد. علاوه بر اين، در مقايسه با الگوريتم باز تعريف شده پس انتشار خطا براي شبكه هاي MLP ، ديگر ارزش كاربردي خاصي نداشت.
بازه زماني بين سالهاي 1987 تا 1992 (م)، شاهد معرفي و ابداع اعضاي ديگر خانواده ART با تنوع زياد و به صورت شبكه هاي عصبي با ناظر و بدون ناظر بود. پيشرفته‌ترين مدل خانواده ART از نوع با ناظر، تحت عنوان ARTMAP Fuzzy توانايي پردازش بر روي اطلاعات از هر دونوع باينري و آنالوگ را دارا بود. اساسي ترين نقص شبكه هاي عصبي از خانوادة ART، كه باعث عدم استقبال ديگران شده بود، پيچيدگي آنها بود. به اين شكل كه ابداع كنندگان، به جاي توضيح الگوريتم وار و ساده، اين شبكه ها را به فرم سيستم هاي سخت افزاري با معماري پيچيده، معرفي كرده بودند. اين مشكل بعدها توسط خود ايشان شناسايي و رفع شد. بعد از آن محققين ، مدل هاي اصلاح شده وبهبود يافته و گاهي ساده‌تر و متنوعي را ارايه كردند. امروزه شبكه هاي عصبي FAM[4] به عنوان شبكه هايي با الگوريتم پيشرو جهت حل مسايل مربوط به طبقه بندي الگوها شناخته مي شوند. در مقايسه با شبكه هاي MLP كه آموزش در آنها بر اساس كمينه كردن خطا مي باشد، در FAM اساس كار بر بهبود مدل نمونه هاي اوليه، استوار است. بدين معني كه براي هر داده ورودي، MLP، خطاي بين خروجي مربوطه و برچسب مطلوب متناظر با آن ورودي را كاهش مي دهد، در صورتي كه در FAM ، آموزش به اساس انتخاب نزديكترين گونه يا خوشه موجود به ورودي است. آموزش در FAM به صورت باناظر وافزايشي است و در شرايطي كه به آموزش سريع و با تعداد نمونه هاي اوليه محدود، نياز باشد، سيستم مناسبي را در اختيار قرار مي دهد. اين شبكه قادر است نمونه هاي جديد را بدون فراموش كردن داده هاي قبلي ياد بگيرد. اين قابليت كه پيشتر نيز بدان اشاره شده بود نقش تعيين كننده اي را در يادگيري افزايشي ايفا مي كند. با افزايش داده هاي ورودي و افزايش متعاقب پيچيدگي در فضاي داده هاي آموزش، پيچيدگي FAM نيز، با افزايش تعداد نودهاي شبكه به صورت ديناميك و بدون دخالت كاربر، بيشتر مي شود. اكثر شبكه هاي عصبي ديگر داراي پيكر بندي ثابتي هستند. براي مثال در شبكه MLP تعداد لايه هاي مخفي و نودهاي آنها بايد ابتدا برآورد شوند از اين رو كه درطي فرايند آموزش قابل تغيير نمي باشند. بنابراين اگرتعداد نودهاي مخفي شبكه كمتر يا بيشتر از تعداد مورد نياز مسئله باشد. دو نوع مشكل اساسي در شبكه رخ مي نمايد. درصورت كم بودن گره ها شبكه قادر به ارايه تقريب مناسبي از پيچيدگي فضاي الگوها نيست. اگر تعداد گره هاي مياني بيش از حد زياد باشد، به قدري دقيق فضاي مشخصه ها فراگيري شده و شبكه به آن منطبق مي شود كه قابليت تعميم دهي شبكه و با بالتبع آن، درصد صحت كلاسه بندي، بر روي داده ها آزمايش، به شدت كاهش مي يابد. در هر دو مورد ذكر شده كارايي شبكه بهينه نمي باشد. لذا استفاده از FAM، به سبب انعطاف پذيري ذاتي آن، كه در اكثر شبكه‌هاي عصبي ديگر موجود نيست، كار طراحي را بسيار ساده مي كند. به صورتي كه ديگر به آزمايشهاي فراوان اوليه براي تخمين پارامترهاي مناسب شبكه، نيازي نيست. مزيت ديگر اين شبكه، عدم وابستگي طراحي آن به ريزه كاري هاي فراوان وتنظيم پارامترهاي زياد و پيچيده است. همچنين بازه هاي زماني كوچك براي آموزش و همگرايي سريع از مزاياي ديگر FAM مي باشد. [7،6،4]
كارآيي FAM و ديگر گونه هاي منشعب از آن در بسياري ازمسايل كلاسه بندي، به عنوان سيستم هاي يادگيري دقيق و سريع به اثبات رسيده است، از جمله مي توان به بازشناسي خودكار هدف براساس پروفايل برد را دار [8]، باز شناسي واكه هاي صوتي مستقل از گوينده [9]، بازشناسي دستخت بلا درنگ [10]، بازشناسي سيگنال هاي QRS [11]، تشخيص انواع سرطانهاي سينه و بيماري هاي قلبي [12]، يادگيري وتشخيص ابعاد اشياء سه بعدي از روي سري تصاوير دو بعدي آنها [13]، كلاسه بندي سيگنالهاي نويزي [14] تشخيص فرد الكلي از غير الكلي [15]، تشخيص ناهنجاري هاي ژنتيكي [16]، كه اخيراً بسيار مورد توجه قرار گرفته است، و بسياري موارد ديگر [23،22،21،20،19،18،17] ، اشاره كرد.
مهمترين نقص FAM مربوط به حساسيت آن به هم پوشاني بين خوشه هاي ايجاد شده است. طبيعت خود سامانده بودن آموزش در اين شبكه باعث مي شود كه عليرغم پيوستگي يادگيري نمونه هاي جديد، در مورد نمونه هاي نويزي مشكل ايجاد شود و آنها به اشتباه، خوشة جديد و منحصر به فردي را به خود نسبت دهند از اين حساسيت كه منجر به ايجاد خوشه ها (نودهاي) بيش از حد مورد نياز مي شود. تحت عنوان پديدة تكثير بي روية خوشه ها ياد مي شود. افزايش حافظه مورد نياز و پيچيدگي شبكه، بار محاسباتي اضافه و در نتيجه كاهش قابل ملاحظه صحت كلاسه بندي از عواقب رخ نمودن اين پديده مي باشد. [29، 28 و 27 و 26و 25و 24و 16و 9و 7]. افزايش صحت كلاسه بندي و كاهش پيچيدگي و تعداد نودهاي شبكه FAM در سالهاي اخير توجه اكثر محققان را جلب كرده و بيشترين مطالعات بر روي اين موارد متمركز بوده است.
در اين فصل ابتدا با مقدمات و الگوريتم Fuzzy ART و ARTMAP Fuzzy آشنا مي شويم (بخش 2-2). مدلهاي پيشرفته تر مبتني بر FAM كه در آنها ساختار و الگوريتم مدل پايه اصلاح شده و برخي چالشهاي آن در جهت بهبود كلاسه بندي، مرتفع شده است، در بخش بعدي مورد بررسي قرار خواهند گرفت. پيكربندي اين بخش بر اساس سير تكاملي مدلهايي است كه در جهت رفع يا بهبود پديده تكثير بي رويه خوشه ها و افزايش قابليت تعميم دهي شبكه FAM مي باشد.
در بخش انتهايي، مروري بر كاربرهاي موفق شبكه هاي عصبي از خانواده ARTMAP و واريته هاي آنها خواهيم داشت و در نهايت خلاصه فصل ارائه خواهد شد.
2-2- پيكربندي و الگوريتم شبكه ART MAP Fuzzyشبكه عصبي FAM كه يادگيري در آن به صورت افزايشي و با ناظر مي باشد، از اتصال دو ماژول Fuzzy ART با نامهاي ARTa و ARTb پديد آمده است. اين دو ماژول توسط يك ماژول ميدان نگاشت، كه نودها (كلاسترها) را از ARTa به ARTb، مرتبط مي سازد. به هم متصلند. هر ماژول Fuzzy ART قادر است، به صورت افزايشي و بي ناظر عمل خوشه بندي نمونه هاي m بعدي ورودي را در ناحيه هايي به شكل ابر مستطيلي در فضاي m بعدي مشخصه هاي ورودي، انجام دهد. [4 و 30] هر كدام از اين نواحي ابر مستطيلي، نماينده يك دسته يا خوشه مي باشند. هر خوشه يك نود شبكه را تشكيل مي دهد.
j امين خوشه با برداري از وزنها، نشان داده مي شود كه در ابتدا اين وزنها با 1 مقدار دهي اوليه مي شوند. و در طي فرآيند يادگيري كاهش يافته يا ثابت مي مانند. اين خود يكي از مواردي است كه ابداع كنندگان اين شبكه، به عنوان عامل تكثير بي رويه خوشه از آن ياد مي كنند،‌ چون طي آموزش، عناصر بردارهاي مشخصه ورودي، كه ها را تشكيل مي دهند،‌ فقط مي توانند كوچكتر شوند. يك ماژول FA هميشه به ايجاد نمونه هاي بيشتر و بيشتر تمايل دارد و اين بدان علت است كه ممكن است انطباق الگوهاي ورودي با مقادير بزرگتر، در حالي كه ها در طي يادگيري خيلي كوچك شده باشند. امكان پذير نباشد. از اين رفتار مي توان بانرمال سازي ورودي به يك طول ثابت اجتناب كرد. يك روش ممكن، استفاده از نرمال سازي اقليدسي است كه يك الگوي ورودي A را به ورودي كدگذاري شده I تبديل مي كند.
(2-1)
عيب اين روش، از دست دادن هر اطلاعاتي در مورد طول يك الگوي ورودي است. بنابراين جهت مقداردهي كردن همه الگوهاي ورودي به يك طول ثابت از يك نرمال سازي تغيير يافته كه كدگذاري مكمل ناميده مي شود، استفاده مي شود [4]. يك بردار اصلي ، به وسيله افزودن مكمل عناصرش به بردار اصلي، به يك الگوي كد مي شود. اين عمل بعد الگوهاي ورودي و نمونه ها را دو برابر مي كند.
(2-2)
نرم در بردارهاي كدگذاري شده مكمل با بعد يكسان، مستقل از مقادير عناصرش، مقداري ثابت دارد.
(2-3)

*17

1 -6- خلاصه فصل های آتی.................................................................................... 4
2- ادبیات و پیشینه تحقیق ............................................................................................ 5
2-1- مقدمه ...................................................................................................... 6
2-2- مرور ادبیات الگوریتم های فرا ابتکاری ................................................................... 6
2-3- جمع بندی ................................................................................................. 15
3- زمینه های علمی تحقیق .......................................................................................... 16
3-1- مقدمه ...................................................................................................... 17
3-2- مسائل بهینه سازی ........................................................................................ 17
3-3- بررسي روش‌هاي جستجو و بهينه‌سازي ................................................................. 18
3-3-1- روش‌هاي شمارشي ........................................................................... 19
3-3-2- روش‌هاي محاسباتي .......................................................................... 20
3-3-3- روش‌هاي ابتكاري و فرا ابتکاری ............................................................. 21
3-4- مسائل بهينه‌سازي تركيبي ................................................................................. 21
3-5- روشهای حل مسائل بهينه‌سازي تركيبي .................................................................. 23
3-5-1- روش های ابتکاری ........................................................................... 24
3-5-1-1- آزاد‌سازي ..................................................................... 24
3-5-1-2- تجزيه ......................................................................... 25
3-5-1-3- تكرار .......................................................................... 25
3-5-1-4- روش توليد ستون ............................................................ 25
3-5-1-5- جستجوي سازنده ............................................................ 26
3-5-1-6- جستجوي بهبود يافته ........................................................ 26
3-5-1-7- روش جستجوي همسايه ..................................................... 27
3-5-2- روش‌هاي فرا ابتكاري برگرفته از طبيعت ...................................................... 28
3-6- جمع بندی ................................................................................................. 29
4- ارائه الگوریتم جدید پیشنهادی ................................................................................... 30
4-1- مقدمه ...................................................................................................... 31
4-2- الگوریتم جستجوگر تکاملی............................... (Seeker Evolutionary Algorithm) 31
4-3- اعتبار سنجی الگوریتم جستجوگر تکاملی................................................................. 42
4-3-1- مسائل مورد استفاده برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی ........................................ 43
4-3-2- عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی ......................................................... 55
4-3-3- مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی باICA, OICA , CICA3 ................ 65
4-3-4- مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با RGA, PSO , GSA ................... 67
4-3-5- مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با HS, IBA , ABS ....................... 68
4-3-6- مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با BA, CS, LFA, FA ................... 70
4-4 فرایند تکاملی الگوریتم های فرا ابتکاری .................................................................. 72
4-5 جمع بندی .................................................................................................. 75
5- نتیجه گیری و پیشنهادها ......................................................................................... 76
5-1- نتیجه گیری ............................................................................................... 77
5-2- پیشنهادها ................................................................................................. 77
مراجع ................................................................................................................... 78
پیوست 1- کد MATLAB حلقه اصلی الگوریتم جستجوگر تکاملی ................................................ 82
پیوست 2- کد MATLAB حلقه فرعی الگوریتم جستجوگر تکاملی ................................................ 86
پیوست 3- کد MATLAB مسائل ریاضی استفاده شده ............................................................. 90
فهرست جداول
جدول 4-1 مقدار پارامتر های الگوریتم برای حل f Gol و f Six و f Bra ............................................ 63
جدول 4-2 مقدار شاخص های ارزیابی عملکرد الگوریتم برای حل f Gol و f Six و f Bra ......................... 65
جدول 4-3 نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با ICA, OICA , CICA3 ..................... 66
جدول 4-4 مقادیر برخی از پارامتر های الگوریتم جستجوگر تکاملی ................................................. 66
جدول 4-5 نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با RGA, PSO , GSA ........................ 67
جدول 4-6 مقادیر برخی از پارامتر های الگوریتم جستجوگر تکاملی ................................................. 68
جدول 4-7 نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با ABC, IBA, HS ............................. 69
جدول 4-8 مقادیر برخی از پارامتر های الگوریتم جستجوگر تکاملی ................................................. 70
جدول 4-9 نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی با LFA, FA, CS, BA ........................... 71
جدول 4-10 مقادیر برخی از پارامتر های الگوریتم جستجوگر تکاملی ............................................... 72
فهرست شکل ها
شكل 3-1 طبقه‌بندي انواع روش‌هاي بهينه‌سازي ....................................................................... 19
شکل 4-1 فلوچارت الگوریتم جستجوگر تکاملی ...................................................................... 33
شکل 4-2 نحوه حرکت جستجو گرها در ناحیه جواب ................................................................ 34
شکل 4-3 حرکت جستجو گر به سمت بهترین جستجو گر ........................................................... 39
شکل 4-4 شبه کد حلقه اصلی الگوریتم جستجوگر تکاملی ........................................................... 41
شکل 4-5 شبه کد حلقه اصلی الگوریتم جستجوگر تکاملی ........................................................... 42
شکل 4-6 نمودار سه بعدی تابع F1 ................................................................................... 44
شکل 4-7 نمودار سه بعدی تابع Goldstein-Price ............................................................... 45
شکل 4-8 نمودار سه بعدی تابع Six-hump camel back ....................................................... 46
شکل 4-9 نمودار سه بعدی تابع Branins ........................................................................... 47
شکل 4-10 نمودار سه بعدی تابع Rosenbrock ................................................................... 48
شکل 4-11 نمودار سه بعدی تابع Sphere .......................................................................... 49
شکل 4-12 نمودار سه بعدی تابع Schwefel ....................................................................... 50
شکل 4-13 نمودار سه بعدی تابع Ackley .......................................................................... 51
شکل 4-14 نمودار سه بعدی تابع Rastrigin ....................................................................... 52
شکل 4-15 نمودار سه بعدی تابع Easom .......................................................................... 53
شکل 4-16 نمودار سه بعدی تابع Griewank ...................................................................... 54
شکل 4-17 موقعیت مکانی جستجوگرها قبل از عملیات جستجو در تکرار اول ...................................... 56
شکل 4-18 موقعیت مکانی جستجوگرها بعد از عملیات جستجو در تکرار اول ...................................... 56
شکل 4-19 موقعیت مکانی جستجوگرها قبل از عملیات جستجو در تکرار دوم ...................................... 57
شکل 4-20 موقعیت مکانی جستجوگرها بعد از عملیات جستجو در تکرار دوم ...................................... 57
شکل 4-21 موقعیت مکانی جستجوگرها قبل از عملیات جستجو در تکرار سوم ..................................... 58
شکل 4-22 موقعیت مکانی جستجوگرها بعد از عملیات جستجو در تکرار سوم ..................................... 58
شکل 4-23 موقعیت مکانی جستجوگر ها قبل از عملیات جستجو در تکرار چهارم .................................. 59
شکل 4-24 موقعیت مکانی جستجوگر ها بعد از عملیات جستجو در تکرار چهارم .................................. 59
شکل 4-25 موقعیت مکانی جستجوگرها قبل از عملیات جستجو در تکرار پنجم ..................................... 60
شکل 4-26 موقعیت مکانی جستجوگرها بعد از عملیات جستجو در تکرار پنجم ..................................... 60
شکل 4-27 عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی برای تابع F1 ........................................................ 62
شکل 4-28 عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی برای تابع Six-hump camel back ........................... 63
شکل 4-29 عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی برای تابع Branins ................................................ 64
شکل 4-30 عملکرد الگوریتم جستجوگر تکاملی برای تابع Goldstein-Price .................................... 64
شکل 4-31 نمایش سه بعدی حراررتی تابع F2 از نمای بالا.......................................................... 74
شکل 4-32 نمایش سه بعدی حراررتی تابع F2 ....................................................................... 74
شکل 4-33 نمایش سه بعدی حراررتی تابع F2 و نقطه بهینه این تابع ............................................... 75
فصل اول
کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
در ریاضیات و علوم رایانه یک مسأله بهینه سازی، مسأله یافتن بهترین راه حل از میان همه راه حل های عملی می باشد. مسأله های بهینه سازی می تواند به دو دسته تقسیم شود که متغیرها پیوسته یا گسسته باشند. روش های حل متفاوتی برای این گونه مسائل وجود دارند که به سه دسته روش های سنتی ریاضی، روش های ابتکاری و روش های فرا ابتکاری تقسیم می شوند. در اکثر مسائل بهینه سازی با افزایش ابعاد مساله زمان حل آن نیز به صورت نمایی افزایش پیدا می کند. به این گونه مسائل، مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی گفته می شود. به همین علت یکی از بهترین گزینه های برای حل مسائل بهینه سازی استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری است. مهمترین علت استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری، بدست آوردن یک جواب مناسب در زمان مناسب است. از همین رو است که توسعه و میزان استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری به شدت رشد داشته است.
1-2- تعریف مساله
هدف از بهينه‌سازي يافتن بهترين جواب قابل قبول با توجه به محدوديت‌ها و نيازهاي مسأله است. بهينه‌سازي يك فعاليت مهم و تعيين‌كننده در بسیاری ار زمینه های علمی، اقتصادی، صنعتی و غيره است. بسياري از مسائل بهينه‌سازي در مهندسي، طبيعتاً پيچيده‌تر و مشكل‌تر از آن هستند كه با روش‌هاي مرسوم بهينه ‌سازي نظير روش های برنامه‌ريزي رياضي و نظاير آن قابل حل باشند. از جمله راه ‌حل‌هاي موجود در برخورد با اين گونه مسائل، استفاده از الگوريتم‌هاي تکاملی است. دلیل دیگر استفاده از الگوریتم های تکاملی، زمان بسیار زیاد و غیر ممکن روش های دقیق ریاضی برای حل مسائلی با پارامتر های زیاد و پیچیده است. در سال‌هاي اخير يكي از مهمترين و اميدبخش‌ترين تحقيقات، «روش‌هاي ابتكاري برگرفته از طبيعت» بوده است. اين روش‌ها شباهت‌هايي با سيستم‌هاي اجتماعي و يا طبيعي دارند. ساختار ‌آنها برگرفته شده از روند تکاملی موجود در آن سیستم می باشد كه در حل مسائل با ساختار پیچیده نتايج بسيار خوبی داشته است. در اکثر این گونه الگوریتم ها عملیات جستجو با تولید یک جمعیت تصادفی در ناحیه جستجو شروع می شود. سپس با استفاده هوش محاسباتی موجود در الگوریتم، جواب ها حرکت داده می شوند. این جابجایی به نحوی می باشد که بعد از گذشتن چند گام جمعیت به سمت نقطه بهینه همگرا می شوند. تفاوت اصلی الگوریتم های تکاملی در همین نحوه جابجایی جمعیت می باشد. در سال های اخیر توسعه و استفاده از الگوریتم های تکاملی رشد چشم گیری داشته است. هر یک از آن ها دارای نقاط ضعف و قوتی بوده است به طوری که هر از چند گاهی شاهد معرفی الگوریتمی جدید هستیم که برتری خود را نسبت به تعدادی از الگوریتم های قبلی نشان می دهد.
در این پاياننامه، یک الگوریتم جدید برای حل مسائل بهینه سازی پیوسته معرفی شده است. این الگوریتم مبتنی بر یک منطق ساده جستجو است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم های فرا ابتکاری از مسائل ریاضی موجود در ادبیات استفاده می شود. برای این الگویتم نیز از 11 مساله ریاضی برای مقایسه و ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی استفاده شده است. در این مقایسات نتایج الگوریتم پیشنهادی با نتایج یازده الگوریتم فرا ابتکاری مقایسه شده است. این الگوریتم ها جزء پر رجوع ترین الگوریتم های فرا ابتکاری در این زمینه هستند.
1-3- هدف تحقیق
هدف از این پایان نامه معرفی یک الگوریتم فراابتکاری کارا برای حل مسائل بهینه سازی پیوسته است که بتواند نسبت به اغلب الگوریتم های فراابتکاری مشهور دارای برتری باشد.
1-4- فرضیات تحقیق
در اين پایان نامه، فرضيات مسأله وجود ندارد و طراحی الگوریتم تکاملی جستجوگر فقط برای مسائل بهینه سازی پیوسته صورت ميگيرد.
1-5- اهمیت و ضرورت تحقیق
گستره استفاده از الگوریتم های فراابتکاری در علوم مختلف به خصوص مهندسی صنایع در طی سال های گذشته بسیار زیاد بوده است. تعداد ارجاعات به مقالات اصلی این الگوریتم ها خود گواه این امر است. در ادامه به تعدادی از این موارد اشاره می شود.
الگوریتم تجمعی ذرات (1995) - 19927 ارجاع
الگوریتم هارمونی (2001) - 866 ارجاع
الگوریتم زنبور عسل (2007) - 590 ارجاع
الگوریتم فرهنگ (1994) - 517 ارجاع
الگوریتم رقابت استعماری (2007) - 195 ارجاع
الگوریتم گرانشی (2009) - 188 ارجاع
تعداد ارجاعات بسیار زیاد به مقالات الگوریتم های فراابتکاری نشان دهنده اهمیت فراوان این روش ها است. روش حل یا پدیده علمی که وسعت استفاده از آنها به این شکل باشد بسیار اندک است.
1-6- خلاصه فصل های آتی
در فصل دوم به مرور ادبیات الگوریتم های فرا ابتکاری پرداخته خواهد شد. الگوریتم هایی که در این فصل مرور می شود شامل الگوریتم ژنتیک، الگوريتم آنيلينگ شبيه‌سازي، الگوریتم ایمنی مصنوعی، الگوریتم جستجوی ممنوعه، الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه، الگوریتم اجتماع ذرات، تکامل تفاضلی، الگوریتم جستجوی هارمونی، جستجوی فاخته، الگوریتم دسته‌ی ماهی‌هاي مصنوعی، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم خفاش، الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم کلونی زنبور عسل، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم بهینه سازی فاخته است.
در فصل سوم به زمینه های علمی تحقیق پرداخته می شود. در این فصل روش های مختلف جستجو و بهینه سازی مورد بحث قرار می گیرد. مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی و روش های حل آن شرح داده می شود.
در فصل چهارم ساختار الگوریتم جستجوگر تکاملی شرح داده خواهد شد و سپس با استفاده از چندین مساله ریاضی عملکرد آن با معروف ترین الگوریتم های فرا ابتکاری مورد مقایسه قرار خواهد گرفت.
فصل پنجم مربوط به نتیجه گیری و پیشنهادات آتی تحقیق خواهد بود.
فصل دوم
ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- مقدمه
در سالهای دهه 1950 برنامه نویسی کامپیوترهای اولیه توسط تغییر سیم ها و تنظیم هزاران کلید و سوییچ انجام می شد. بعد از آن افراد به دنبال ابزارهای سریع تر و راحت تری برای برنامه نویسی بودند. در اواخر دهه 1950 مفسرهای زبان های طبیعی و کامپایلرهای پا به عرصه ظهور گذاشتند. در این سال ها بود که زبان های برنامه نویسی به منظور استفاده در دنیای نرم افزارهای تجاری عرضه شدند. این امر باعث شد تا آشنایی با زبان های برنامه نویسی به صورت عام در بین متخصصان رواج پیدا کند. بعد از این رویداد مهم اکثر دانشمندان در زمینه های مختلف علمی سعی کردند از زبان برنامه نویسی استفاده کنند. یکی از موارد استفاده از زبان های برنامه نویسی، علم ریاضی و انجام محاسبات ریاضی بود. زمان حل بسیار کمتر این روش نسبت به حل دستی باعث شد تا سرعت استفاده از برنامه نویسی در شاخه های مختلف ریاضی یه شدت رشد کند. در دهه 1970 برای اولین بار دانشمندان برای حل مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی از الگوریتم های فرا ابتکاری استفاده کردند. آن ها برای پیاده سازی الگوریتم ها از زبان برنامه نویسی استفاده کردند. نتیجه این کار بدست آمدن جواب های مناسب در زمان مناسب برای مسائل بهینه سازی ترکیبیاتی با اندازه بزرگ بود. تا آن زمان برای این گونه مسائل به دلیل زمان حل بسیار زیاد جواب مناسبی یافت نشده بود.
2-2- مرور ادبیات الگوریتم های فرا ابتکاری
در دهه هفتاد میلادی دانشمندی از دانشگاه میشیگان به نام جان هلند ایده استفاده از الگوریتم ژنتیک را در بهینه‌سازی‌های مهندسی مطرح کرد. ایده اساسی این الگوریتم انتقال خصوصیات موروثی توسط ژن‌هاست. الگوریتم ژنتیک نوع خاصی از الگوریتم های تکاملی است که از تکنیک های زیست‌شناسی فراگشتی مانند وراثت و جهش استفاده می‌کند. در واقع الگوریتم های ژنتیک از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیش‌بینی یا تطبیق الگو استفاده می کنند. الگوریتم های ژنتیک اغلب گزینه خوبی برای تکنیک‌های پیش‌بینی بر مبنای رگرسیون هستند. مختصراً گفته می‌شود که الگوریتم ژنتیک یک تکنیک برنامه‌نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسئله استفاده می‌کند. در طبيعت، فرايند تكامل هنگامي ايجاد مي‌شود كه چهار شرط زير برقرار باشد:
الف) يك موجود توانايي تكثير داشته باشد (قابليت توليد مثل).
ب) جمعيتي از اين موجودات قابل تكثير وجود داشته باشد.
پ) چنين وضعيتي داراي تنوع باشد.
ت) اين موجودات به وسيله قابليت‌هايي در زندگي از هم جدا شوند.
در طبيعت، گونه‌هاي متفاوتي از يك موجود وجود دارند كه اين تفاوت‌ها در كروموزوم‌هاي اين موجودات ظاهر مي‌شود و باعث تنوع در ساختار و رفتار اين موجودات مي‌شود.
اين تنوع ساختار و رفتار به نوبه خود بر زاد و ولد تأثير مي‌گذارد. موجوداتي كه قابليت‌ها و توانايي بيشتري براي انجام فعاليت‌ها در محيط دارند (موجودات متكامل‌تر)، داراي نرخ زاد و ولد بالاتري خواهند بود و طبعاً موجوداتي كه سازگاري كمتري با محيط دارند، از نرخ زاد و ولد پايين‌تري برخوردار خواهند بود. بعد از چند دوره زماني و گذشت چند نسل، جمعيت تمايل دارد كه موجوداتي را بيشتر در خود داشته باشد كه كروموزوم‌هايشان با محيط اطراف سازگاري بيشتري دارد. در طي زمان، ساختار افراد جامعه به علت انتخاب طبيعي تغيير مي‌كند و اين نشانه تكامل جمعيت است [1,2,3] .
الگوريتم آنيلينگ شبيه‌سازي شده توسط متروپوليس و همكاران در سال 1953 پيشنهاد شده و جهت بهينه‌سازي در سال 1983 مورد بازبيني قرار گرفته است. اين روش در مسائل تاكسي تلفني كاربرد دارد.
الگوريتم آنيلينگ شبيه‌سازي شده در شکل عمومي، بر اساس شباهت ميان سرد شدن جامدات مذاب و حل مسائل بهينه‌سازي تركيبي به وجود آمده است. در فيزيك مواد فشرده، گرم و سرد كردن فرايندي است فيزيكي كه طي آن يك ماده جامد در ظرفي حرارت داده مي‌شود تا مايع شود؛ سپس حرارت آن بتدريج كاهش مي‌يابد. بدين ترتيب تمام ذرات فرصت مي‌يابند تا خود را در پايين‌ترين سطح انرژي منظم كنند. چنين وضعي در شرايطي ايجاد مي‌شود كه گرمادهي كافي بوده و سرد كردن نيز به آهستگي صورت گيرد. جواب حاصل از الگوريتم گرم و سرد كردن شبيه‌سازي شده، به جواب اوليه وابسته نيست و مي‌توان توسط آن جوابي نزديك به جواب بهينه به دست آورد. حد بالايي زمان اجراي الگوريتم نيز قابل تعيين است. بنابراين الگوريتم گرم و سرد كردن شبيه‌سازي شده، الگوريتمي است تكراري كه اشكالات روش‌هاي عمومي مبتني بر تكرار را ندارد.
در روش آنيلينگ شبيه‌سازي شده، به صورت پي در پي از جواب جاري به يكي از همسايه‌هاي آن انتقال صورت مي‌گيرد. اين سازوکار توسط زنجيره ماركوف به صورت رياضي قابل توصيف است. در اين روش، يك مجموعه آزمون انجام مي‌گيرد؛ اين آزمون‌ها به نحوي است كه نتيجه هر يك به نتيجه آزمون قبل وابسته است. در روش آنيلينگ شبيه‌سازي شده، منظور از يك آزمون، انتقال به نقطه جديد است و روشن است كه نتيجه انتقال به نقطه جديد تنها وابسته به مشخصات جواب جاري است.
روش جستجوي همسايه و روش آنيلينگ شبيه‌سازي شده، هر دو روش‌هاي تكراري هستند. در الگوريتم آنيلينگ شبيه‌سازي شده، هر بار كه شاخص كنترل‌كننده به مقدار نهايي خود مي‌رسد، در حقيقت يك عمليات تكراري انجام شده است. در الگوريتم جستجوي همسايه، هنگامي كه تعداد تكرارها به سمت بي‌نهايت ميل مي‌كند، روش به جواب بهينه نزديك مي‌شود. اما عملكرد الگوريتم آنيلينگ شبيه‌سازي شده سريع‌تر است [4] .
ديكاسترو و تيميس، اولين الگوريتم هاي ايمني مصنوعي را در سال 1986 طراحي كردند. به طور کلی، سیستم‌های ایمنی مصنوعی جزء الگوریتم های الهام گرفته شده از بیولوژی هستند. این نوع الگوریتم‌ها، الگوریتم هایی کامپیوتری هستند که اصول و ویژگی‌های آنها نتیجه بررسی در خواص وفقی و مقاومت نمونه‌ها بیولوژیکی است. سیستم ایمنی مصنوعی نوعی الگو برای یادگیری ماشین است. یادگیری ماشین، توانایی کامپیوتر برای انجام یک کار با یادگیری داده‌ها یا از روی تجربه است. سیستم ایمنی مصنوعی توسط کاسترو به این صورت تعریف شده است:
سيستم هاي وفقي كه با الهام از ايمونولوژي نظري و توابع، اصول و مدل هاي ايمني سیستم بدن انسان مشاهده شده به وجود آمده‌اند و برای حل مسائل مورد استفاده قرار می‌گیرند [5] .
الگوریتم جستجوی ممنوعه برای اولین بار در سال 1986 توسط گلووِر معرفی شد. روش جستجوي ممنوع همانند روش آنيلينگ شبيه‌سازي شده بر اساس جستجوي همسايه بنا شده است. در اين روش عملكرد حافظه انسان شبيه‌سازي شده است. حافظه انسان با به كارگيري ساختماني مؤثر و در عين حال ساده از اطلاعات، آنچه را در قبل رؤيت شده، ذخيره مي‌كند. اين مركز همچنين فهرستی از حركات منع شده را تنظيم مي‌كند و اين فهرست همواره بر اساس آخرين جستجوها منظم مي‌شود. اين روش از انجام هر گونه عمليات مجدد و تكراري جلوگيري مي‌كند.
شكل نوين جستجوي ممنوع توسط گلوور مطرح شده است. روش جستجوي مبتني بر منع، با ايجاد تغييري كوچك در روش جستجوي همسايه به وجود مي‌آيد. هدف اين روش آن است كه بخش‌هايي از مجموعه جواب كه پيش از اين بررسي نشده است، مد نظر قرار گيرد. بدين منظور حركت به جواب‌هايي كه اخيراً جستجو شده، ممنوع خواهد بود.
ساختار كلي روش جستجوي ممنوع بدين صورت است كه ابتدا يك جواب اوليه امكان‌پذير انتخاب مي‌شود؛ سپس براي جواب مربوط، بر اساس يک معيار خاص مجموعه‌اي از جواب‌هاي همسايه امكان‌پذير در نظر گرفته مي‌شود.
در گام بعد، پس از ارزيابي جواب‌هاي همسايه تعيين شده، بهترين آنها انتخاب مي‌شود و جابه‌جايي از جواب جاري به جواب همسايه انتخابي صورت مي‌گيرد. اين فرايند به همين ترتيب تكرار مي‌شود تا زماني كه شرط خاتمه تحقق يابد.
در روش جستجوي ممنوع، فهرستي وجود دارد كه جابه‌جايي‌هاي منع شده را نگهداري مي‌كند و به فهرست تابو معروف است و كاربرد اصلي آن، پرهيز از همگرا شدن به جواب‌هاي بهينه محلي است. به عبارت ديگر، به كمك فهرست تابو جابه‌جايي به جواب‌هايي كه اخيراً جستجو شده‌اند، ممنوع خواهد شد. فقط بخش‌هايي از مجموعه جواب كه پيش از اين مورد بررسي قرار نگرفته، مد نظر خواهند بود. در واقع جابه‌جايي از جواب جاري به جواب همسايه امكان‌پذير زماني انجام مي‌شود كه در فهرست تابو قرار نداشته باشد. در غير اين صورت، جواب همسايه ديگري كه در ارزيابي جواب‌هاي همسايه در رده بعدي قرار گرفته است، انتخاب شده و جابه‌جايي به آن صورت مي‌گيرد.
در روش جستجوي ممنوع بعد از هر جابه‌جايي، فهرست تابو بهنگام مي‌شود، به نحوي كه جابه‌جايي جديد به آن فهرست اضافه شده و جابه‌جايي كه تا n تكرار مشخص در فهرست بوده است، از آن حذف مي‌شود. نحوه انتخاب مي‌تواند با توجه به شرايط و نوع مسأله متفاوت باشد .[6]
الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه‌ها در سال 1991 توسط دوریگو و همکاران پیشنهاد شده است که در حل مسأله فروشنده دوره‌گرد و مسائل تخصیص چندوجهی کاربرد دارد. الگوريتم بهينه ‌سازي كلوني مورچه‌ها از عامل‌هاي ساده‌اي كه مورچه ناميده مي‌شوند، استفاده مي‌كند تا به صورت تكراري جواب‌هايي توليد كند. مورچه‌ها می توانند كوتاه‌ترين مسير از يك منبع غذايي به لانه را با بهره‌گيري از اطلاعات فرموني پيدا کنند. مورچه‌ها در هنگام راه رفتن، روي زمين فرمون مي‌ريزند و با بو كشيدن فرمون ريخته شده بر روي زمين راه را دنبال مي‌كنند؛ چنانچه در طي مسير به سوي لانه به يك دوراهي برسند، از آن جايي كه هيچ اطلاعي درباره راه بهتر ندارند، راه را به تصادف برمي‌گزينند. انتظار مي‌رود به طور متوسط نيمي از مورچه‌ها مسير اول و نيمي ديگر مسير دوم را انتخاب كنند.
فرض مي‌شود كه تمام مورچه‌ها با سرعت يكسان مسير را طي كنند. از آنجا كه يك مسير كوتاه‌تر از مسير ديگر است، مورچه‌هاي بيشتري از آن مي‌گذرند و فرمون بيشتري بر روي آن انباشته مي‌شود. بعد از مدت كوتاهي مقدار فرمون روي دو مسير به اندازه‌اي مي رسد كه روي تصميم مورچه‌هاي جديد براي انتخاب مسير بهتر تأثير مي‌گذارد. از اين به بعد، مورچه‌هاي جديد با احتمال بيشتري ترجيح مي‌دهند از مسير كوتاه‌تر استفاده كنند، زيرا در نقطه تصميم‌گيري مقدار فرمون بيشتري در مسير كوتاه‌تر مشاهده مي‌كنند. بعد از مدت كوتاهي تمام مورچه‌ها اين مسير را انتخاب خواهند كرد .[7]
الگوریتم اجتماع ذرات که به آن الگوریتم پرندگان نیز گفته می شود براي اولين بار توسط کندي و ابرهارت در سال 1995 مطرح شد. این الگوريتم محاسبه اي تکاملي الهام گرفته از طبيعت و براساس تکرار مي‌باشد. منبع الهام اين الگوريتم، رفتار اجتماعي حيوانات، همانند حرکت دسته جمعي پرندگان و ماهي‌ها بود. الگوریتم اجتماع ذرات نيز با يک ماتريس جمعيت تصادفي اوليه، شروع مي‌شود. الگوريتم اجتماع ذرات از تعداد مشخصي از ذرات تشکيل مي شود که به طور تصادفي، مقدار اوليه مي گيرند. براي هر ذره دو مقدار وضعيت و سرعت، تعريف مي شود که به ترتيب با يک بردار مکان و يک بردار سرعت، مدل مي‌شوند. اين ذرات، بصورت تکرارشونده اي در فضاي n‌بعدي مسئله حرکت مي کنند تا با محاسبة مقدار بهينگي به عنوان يک ملاک سنجش، گزينه‌هاي ممکن جديد را جستجو کنند.[8,9]
تکامل تفاضلی یک روش جست و جوی احتمالی بر پایه جمعیت است که در سال 1995 توسط ستورن و پرایس ابداع گردید. تفاضل تکاملی در حالی که تشابهاتی با سایر الگوریتم های تکاملی دارد اما استفاده از اطلاعات فاصله و جهت از جمعیت فعلی برای پیش بردن عملیات جست و جو آن را از سایر الگوریتم های تکاملی متمایز کرده است. الگوریتم تکامل تفاضلی اولیه برای مسائل فضای پیوسته به وجود آمدند ولی در ادامه برای مسائل فضای گسسته نیز تعمیم یافتند .[10]
الگوریتم جستجوی هارمونی توسط گیم و همکاران در سال 2001 معرفی شد. بعد ها در سال 2007 این الگوریتم توسعه داده شد. این الگوریتم با الهام از نحوه شکل گیری و چگونگی عملکرد یک ارکستر موسیقی به دنبال راه حل بهینه و یا به عبارت ملموس تر، بهترین هماهنگی بین اجزا دخیل در راهبری یک پروسه است. همان طور که نوازنده ها در یک ارکستر قطعات موسیقایی را می نوازند تا از بین آنها بهترین ترکیب، محصول نهایی را پدید آورد الگوریتم هارمونی نیز از بررسی نتیجه عملکرد اجزا به دنبال هماهنگی مطلوب است . الگوریتم هارمونی برای حل مسائل به دنبال یافتن بهترین مسیر است تا بوسیله آن هزینه توابع محاسباتی را کاهش دهد (کوتاهتر) نماید.[11]
روش جستجوی فاخته در سال 2009 توسط یانگ  و دب پیشنهاد شده است. این الگوریتم یک روش بهینه‌سازی فرااکتشافی است که رویکردی تکاملی در جستجوی راه‌حل بهینه دارد. این روش از رفتار جالب توجه گونه‌هایی از پرنده‌ی فاخته در پرورش تخم الهام گرفته است و آن را با پرواز لووی که نوعی گشت تصادفی است ترکیب می‌کند. برخی از گونه‌های فاخته به جای ساختن لانه، تخم‌های خود را در لانه‌ی پرنده‌ای از گونه‌های دیگر می‌گذارند و آن‌ها را با تقلید از شکل تخم‌ها و جوجه‌های پرنده‌ی میزبان وادار به مشارکت در بقای نسل خود می کنند.[12]
الگوریتم کرم شب تاب در سال 2009 توسط یانگ معرفی شد. دو کاربرد اساسی  پرتوتابی حشره های شب تاب جفت‌یابی و جذب طعمه است. به علاوه، پرتوتابی ممکن است به صورت مکانیزم هشداری برای محافظت‌ به کار رود. پرتوتابی ریتمیک، نرخ چشمک ها و مدت هر یک از آن ها، سیستم ارتباط جفت‌ها با یکدیگر را شکل می دهد. ماده‌ها به الگوی یکسان نرها در گونه‌های یکسان پاسخ می دهند، در حالی که در تعدادی از گونه‌ها حشره های شب‌تاب ماده می توانند الگوی تابشی جفت‌های گونه‌های دیگر را نیز تقلید کنند و با فریب حشره های شب‌تاب نر که ممکن است اشتباه کنند، آن‌ها را به سمت خود جذب و شکار کنند. شدت تابش نور می تواند به طریقی فرموله شود که با تابع هدف در ارتباط باشد و بدین صورت مقدار این تابع بهینه شود.[13,14]
الگوریتم خفاش نیز در سال 2010 توسط یانگ معرفی شد. این الگوریتم بر مبنای زندگی خفاش ها توسعه داده شده است.[15]
الگوریتم جستجوی گرانشی در سال 2009 توسط راشدی و همکاران معرفی شده است. اين الگوريتم که با الهام از قانون گرانش طبيعت، پيشنهاد شده است يک روش جديد از دسته الگوريتم هاي جستجو ابتکاري ميباشد. در اين روش عامل هاي جستجو، اجرامي هستند که با توجه به نيروي جاذبه اي که از ساير اجرام به آنها وارد مي شود، درکي از فضاي جستجو پيدا مي کنند و با توجه به اين درک به جستجوي فضاي اطراف خود مي گردند .[16]
الگوریتم کلونی زنبور عسل در سال 2007 توسط کارابوگ و باشتورگ معرفی شده است. الگوریتم زنبور عسل هر نقطه را در فضای پارامتری، متشکل از پاسخ‌های ممکن به عنوان منبع غذا تحت بررسی قرار می دهد. زنبورهای دیده‌بان، کارگزاران شبیه‌سازی شده، به صورت تصادفی فضای پاسخها را ساده می کنند و به وسیلهی تابع شایستگی کیفیت موقعیتهای بازدید شده را گزارش می دهند. جواب‌های ساده شده رتبه بندی می‌شوند و دیگر زنبورها نیروهای تازهای هستند که فضای پاسخ‌ها را در پیرامون خود برای یافتن بالاترین رتبه محل‌ها جستجو می کنند که گلزار نامیده می‌شود. الگوریتم به صورت گزینشی دیگر گلزارها را برای یافتن نقطهی بیشینهی تابع شایستگی جستجو می‌کند.[17,18]
الگوریتم رقابت استعماری در سال 2007 توسط اتش پز و همکاران معرفی شده است. روشی در حوزه محاسبات تکاملی است که به یافتن پاسخ بهینه مسائل مختلف بهینه سازی می‌پردازد. این الگوریتم با مدلسازی ریاضی فرایند تکامل اجتماعی، سیاسی، الگوریتمی برای حل مسائل ریاضی بهینه سازی ارائه می دهد. الگوریتم رقابت استعماری نیز مجموعه اولیه ای از جوابهای احتمالی را تشکیل می دهد. الگوریتم رقابت استعماری با روند خاصی جوابهای اولیه (کشور ها) را به تدریج بهبود داده و در نهایت جواب مناسب مسئله بهینه سازی (کشور مطلوب) را در اختیار می گذارد. پایه‌های اصلی این الگوریتم را سیاست همسان سازی، رقابت استعماری و انقلاب تشکیل می دهند. این الگوریتم با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدلسازی ریاضی بخشهایی از این فرایند، عملگرهایی را در قالب منظم به صورت الگوریتم ارائه می دهد که می توانند به حل مسائل پیچیده بهینه سازی کمک کنند. در واقع این الگوریتم جوابهای مسئله بهینه سازی را در قالب کشورها نگریسته و سعی می‌کند در طی فرایندی تکرار شونده این جواب‌ها را رفته رفته بهبود داده و در نهایت به جواب بهینه مسئله برساند.[19,20,21]
الگوریتم بهینه سازی فاخته در سال 2011 توسط رجبیون معرفی شده است. همانند ساير الگوريتمهاي تكاملي این الگوریتم هم با يك جمعيت اوليه كار خود را شروع مي كند. اين جمعيت از فاخته ها، تعدادي تخم دارند كه آنها را در لانه تعدادي پرنده ي ميزبان خواهند گذاشت. تعدادي از اين تخم ها كه شباهت بيشتري به تخم هاي پرنده ميزبان دارند شانس بيشتري براي رشد و تبديل شدن به فاخته بالغ خواهند داشت. ساير تخم ها توسط پرنده ميزبان شناسايي شده و از بين مي روند. ميزان تخم هاي رشد كرده مناسب بودن لانه هاي آن منطقه را نشان مي دهند. موقعيتي كه در آن بيشترين تعداد تخمها نجات يابند پارامتري خواهد بود كه الگوریتم قصد بهينه سازي آن را دارد. فاخته ها براي بيشينه كردن نجات تخم هاي خود دنبال بهترين منطقه مي گردند. پس از آنكه جوجه ها از تخم در آمدند و تبديل به فاخته بالغ شدند، جوامع و گروه هايي تشكيل مي دهند. هر گروه منطقه سكونت خود را براي زيست دارد. تمام گروهها به سمت بهترين منطقه موجود فعلي مهاجرت مي كنند. هر گروه در منطقه اي نزديك بهترين موقعيت فعلي ساكن مي شود. با در نظر گرفتن تعداد تخمي كه هر فاخته خواهد گذاشت و همچنين فاصله فاخته ها از منطقه بهينه فعلي براي سكونت تعدادي شعاع تخم گذاري محاسبه شده و شكل مي گيرد. سپس فاخته ها شروع به تخم گذاري تصادفي در لانه هايي داخل شعاع تخم گذاري خود مي كنند. اين پروسه تا رسيدن به بهترين محل براي تخم گذاري  (منطقه با بيشترين سود) ادامه مي يابد. اين محل بهينه جايي است كه بيشترين تعداد فاخته ها در آن گرد مي آيند.[22]
الگوریتم دسته‌ی ماهی‌هاي مصنوعی یکی از الگوریتم‌هاي هوش جمعی است که بر اساس جمعیت و جستجوي تصادفی کار می‌کند. این الگوریتم در سال 2003 توسط لی ارائه گردید. اساس کار این الگوریتم از روي رفتارهاي اجتماعی ماهی‌ها برگرفته شده و بر مبناي جستجوي تصادفی، جمعیت و رفتارگرایی کار می‌کند. این الگوریتم داراي خصوصیاتی از جمله سرعت همگرایی بالا، حساس نبودن به مقادیر اولیه‌ی ماهی‌هاي مصنوعی، انعطاف‌پذیري و تحمل‌پذیري خطا می باشد که آن را براي حل مسائل بهینه‌سازي قابل قبول می‌کند. اساس کار این الگوریتم بر پایه‌ی توابعی است که از رفتارهاي اجتماعی دسته‌ی ماهی‌ها در طبیعت برگرفته شده‌اند. در دنیاي زیر آب، ماهی‌ها می توانند مناطقی را پیدا کنند که داراي غذاي بیشتري است، که این امر با جستجوي فردي یا گروهی ماهی‌ها محقق می‌شود. مطابق با این ویژگی، مدل ماهی مصنوعی با رفتارهاي حرکت آزادانه، جستجوي غذا، حرکت گروهی و دنباله‌روي ارائه شده است که به وسیله‌ی آنها فضاي مسئله جستجو می‌شود.[23]
2-3- جمع بندی
در این فصل به مرور الگوریتم های فرا ابتکاری پرداخته شد. اکثر الگوریتم ها در مرحله اول خود جمعیت تصادفی تولید می کنند. سپس در تکرار های بعد آن جمعیت اولیه را حرکت می دهند. تفاوت الگوریتم ها در همین نوع حرکت دادن جواب ها است. در الگوریتم ژنتیک به وسیله اپراتور های تقاطع و جهش، در الگوریتم جستجوی ممنوعه به وسیله جستجوی تپه نوردی و لیست ممنوعه، در الگوریتم شبیه سازی تبرید به وسیله جستجوی تبه نوردی و تابع احتمالی بولتزمان و برای الگوریتم های دیگر به روش های گوناگون این عمل صورت می گیرد. در انتها نیز همین حرکت هدایت شده جواب ها باعث پیدا شدن جواب بهتر می شود.
فصل سوم
زمینه های علمی تحقیق
3-1- مقدمه
بهينه‌سازي يك فعاليت مهم و تعيين‌كننده در طراحي ساختاري است. طراحان زماني قادر خواهند بود طرح‌هاي بهتري توليد كنند كه بتوانند با روش‌هاي بهينه‌سازي در صرف زمان و هزينه طراحي صرفه‌جويي نمايند. بسياري از مسائل بهينه‌سازي در مهندسي، طبيعتاً پيچيده‌تر و مشكل‌تر از آن هستند كه با روش‌هاي مرسوم بهينه‌سازي نظير روش برنامه‌ريزي رياضي و نظاير آن قابل حل باشند.
3-2- مسائل بهینه سازی
هدف از بهينه‌سازي يافتن بهترين جواب قابل قبول، با توجه به محدوديت‌ها و نيازهاي مسأله است. براي يك مسأله، ممكن است جواب‌هاي مختلفي موجود باشد كه براي مقايسه آنها و انتخاب جواب بهينه، تابعي به نام تابع هدف تعريف مي‌شود. انتخاب اين تابع به طبيعت مسأله وابسته است. به عنوان مثال، زمان سفر يا هزينه از جمله اهداف رايج بهينه‌سازي شبكه‌هاي حمل و نقل مي‌باشد. به هر حال، انتخاب تابع هدف مناسب يكي از مهمترين گام‌هاي بهينه‌سازي است. گاهي در بهينه‌سازي چند هدف به طور همزمان مد نظر قرار مي‌گيرد؛ اين گونه مسائل بهينه‌سازي را كه دربرگيرنده چند تابع هدف هستند، مسائل چند هدفي مي‌نامند. ساده‌ترين راه در برخورد با اين گونه مسائل، تشكيل يك تابع هدف جديد به صورت تركيب خطي توابع هدف اصلي است كه در اين تركيب ميزان اثرگذاري هر تابع با وزن اختصاص يافته به آن مشخص مي‌شود. هر مسأله بهينه‌سازي داراي تعدادي متغير مستقل است كه آنها را متغيرهاي طراحي می‌نامند كه با بردار n بعدي x نشان داده مي‌شوند. هدف از بهينه‌سازي تعيين متغيرهاي طراحي است، به گونه‌اي كه تابع هدف كمينه يا بيشينه شود.
مسائل مختلف بهينه‌سازي به دو دسته زير تقسيم مي‌شود:

*18

TOC h z t "فهرست شکلها,1" شکل 1-1: فلوچارت مراحل انجام پایان‌نامه PAGEREF _Toc396497803 h 3شکل 3-1: مقیاسی از ذرات نانوسیال PAGEREF _Toc396497804 h 16شکل3-2: پارامترهای مختلف بروی مختصات کروی نانوسیال PAGEREF _Toc396497805 h 18شکل 3-3: تغییرات ضریب انتقال گرمای نسبی با درصد حجمی نانوسیال PAGEREF _Toc396497806 h 20شکل3-4: تأثیر ارزش راکتیویته و عمق میله‌های کنترل بر روی دانسیته توان محوری PAGEREF _Toc396497807 h 28شکل 3-5: ارزش راکتیویته محاسبه شده بورون محلول برای سه نوع رآکتور pwr PAGEREF _Toc396497808 h 30شکل3-6: نمايي از قلب راکتور بوشهر PAGEREF _Toc396497809 h 44شکل4-1: نمایی از محیط نرم‌افزار CDMS PAGEREF _Toc396497810 h 52شکل 4-2: نمایش نتایج خروجی توسط FREECORP PAGEREF _Toc396497811 h 53شکل4-3: نمودار سرعت سیال نسبت به دور گردش پمپ در دقیقه PAGEREF _Toc396497812 h 54شکل4-4: تغییر غلظت بوریک اسید در ورودی و خروجی رآکتور نسبت به زمان PAGEREF _Toc396497813 h 56شکل 4-5: تغییرات غلظت نانوسیالات معادل بوریک اسید در طول زمان PAGEREF _Toc396497814 h 57شکل 4-6: تغییرات توان پمپاژ با درصد حجمی نانوسیال PAGEREF _Toc396497815 h 57شکل 4-7: تغییرات افت فشار با درصد حجمی نانوسیال PAGEREF _Toc396497816 h 58شکل5-1: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال مس PAGEREF _Toc396497817 h 62شکل 5-2: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال مس PAGEREF _Toc396497818 h 63شکل 5-3: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال مس PAGEREF _Toc396497819 h 64شکل 5-4: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال آلومینیوم PAGEREF _Toc396497820 h 65عنوان صفحه
شکل 5-5: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال هافنیوم PAGEREF _Toc396497821 h 66شکل 5-6: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال کادمیوم PAGEREF _Toc396497822 h 67شکل 5-7: نمودار تغییر میزان ضریب تکثیر مؤثر با تغییر غلظت نانو سیال گادلینیوم PAGEREF _Toc396497823 h 68شکل5-8: تغییرات ضریب تکثیر با درصد اکسید هافنیوم از حالت بحرانی PAGEREF _Toc396497824 h 69شکل5-9: تغییرات ضریب تکثیر با درصد اکسید هافنیوم از حالت بحرانی PAGEREF _Toc396497825 h 70شکل5-10: تغییرات ضریب تکثیر با درصد وزنی اکسید هافنیوم از حالت بحرانی PAGEREF _Toc396497826 h 71شکل5-11: میزان از دست رفتن جرم لوله در اثر حرکت سیال حاوی نانوسیال آلومینا PAGEREF _Toc396497827 h 73شکل5-12: تأثیر غلظت‌های متفاوت آلومینا بروی اصطکاک دیواره لوله PAGEREF _Toc396497828 h 74شکل 5-13: تأثیر غلظت‌های متفاوت آلومینا بروی فرسایش دیواره لوله PAGEREF _Toc396497829 h 75شکل 5-14: میزان از دست رفتن جرم لوله در اثر حرکت سیال حاوی نانوسیال مس PAGEREF _Toc396497830 h 76شکل5-15: تأثیر غلظت‌های متفاوت نانوسیال مس بروی اصطکاک دیواره لوله PAGEREF _Toc396497831 h 77شکل 5-16: تأثیر غلظت‌های متفاوت نانو سیال مس بروی فرسایش دیواره لوله PAGEREF _Toc396497832 h 78شکل 5-17: : میزان از دست رفتن جرم لوله در اثر حرکت سیال حاوی نانوسیال تیتانیوم دی‌اکسید PAGEREF _Toc396497833 h 79شکل 5-18 : تأثیر غلظت‌های متفاوت نانوسیال تیتانیوم دی‌اکسید بروی اصطکاک دیواره لوله PAGEREF _Toc396497834 h 80شکل 5-19: تأثیر غلظت‌های متفاوت نانوسیال تیتانیوم دی‌اکسید بروی فرسایش دیواره لوله PAGEREF _Toc396497835 h 80شکل 5-20: میزان از دست رفتن جرم لوله در اثر حرکت سیال حاوی نانوسیال اکسید هافنیوم PAGEREF _Toc396497836 h 81شکل 5-21: تأثیر غلظت‌های متفاوت نانوسیال اکسید هافنیوم بر روی اصطکاک دیواره لوله PAGEREF _Toc396497837 h 82شکل 5-22: تأثیر غلظت‌های متفاوت نانو سیال اکسید هافنیوم بر روی فرسایش دیواره لوله PAGEREF _Toc396497838 h 83عنوان صفحه
شکل 5-23: میزان فاکتور اصطکاک ناشی از نانوسیالات مختلف با مقادیر آمده در جدول 5-7 PAGEREF _Toc396497839 h 84شکل 5-24: تغییرات غلظت بوریک اسید در مقایسه با اکسید هافنیوم نسبت به زمان PAGEREF _Toc396497840 h 85شکل 5-25: هزینه اولیه نانوسیال اکسید هافنیوم PAGEREF _Toc396497841 h 86شکل 5-26: هزینه کلی خوردگی برای یک متر لوله در نیروگاه هسته‌ای PAGEREF _Toc396497842 h 87شکل 5-27: تغییر در توان پمپاژ در اثر وجود نانوسیال با درصدهای حجمی مختلف PAGEREF _Toc396497843 h 87شکل 5-28: تغییر در افت فشار در اثر وجود نانوسیال با درصدهای حجمی مختلف PAGEREF _Toc396497844 h 88شکل 6-1: تغییرات ضریب تکثیر نسبت به درصدهای حجمی مختلف نانوسیال PAGEREF _Toc396497845 h 91شکل 6-2: تغییرات نرخ خوردگی برای نانوسیالات مختلف در طول زمان PAGEREF _Toc396497846 h 92شکل 6-3: هزینه اولیه نانوسیالات مورد بررسی PAGEREF _Toc396497847 h 93شکل 6-4: هزینه خوردگی ناشی از وجود نانوسیالات مختلف در آب PAGEREF _Toc396497848 h 94 TOC h z t "فهرست شکلها؛1"

فهرست اختصاراتMCNPX Monte Carlo N-Particle eXtended
Nu Nusselt Number
Re Reynolds Number
Pr Prandel Number
FSAR Final Safety Analysis ReportNPSH Net Positive Suction Head
BNPP Bushehr Nuclear Power Plant
K Conductivity Constant
∅Heat Flux
LCC Life Cycle Costing
CDMS Corrosion Data Manager Software
فصل اول

1720215315595
مقدمه1-1- کلیات
در سالهای اخیر استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق افزایش یافته و همچنین در حال افزایش است. نیروگاه‌های هسته‌ای در آینده‌ای نه چندان دور منبع اصلی تولید برق خواهند بود. در نیروگاه هسته‌ای انرژی حاصل از شکافت هسته‌ای آب را گرم کرده و سپس این آب که در مدار اول است آب موجود در مدار دوم را بخار کرده و بخار با وارد شدن به توربین باعث گردش آن و تولید برق می‌شود. با این حساب انتقال کامل گرما از مدار اول به مدار دوم امری بسیار مهم است و هرچه اتلاف گرما کمتر باشد بازدهی بیشتری خواهیم داشت. نیروگاه‌های امروزی با راندمانی بین 30 تا 40 درصد کار می‌کنند. به عنوان مثال نیروگاه هسته‌ای بوشهر 3000 مگاوات توان حرارتی آن است درحالی‌که توان الکتریکی آن 1000 مگاوات است. از گذشته تحقیقات زیادی برای بالا بردن ضریب انتقال حرارت آب که به عنوان خنک‌کننده در بسیاری از رآکتورها است انجام شده است. یکی از راه‌های افزایش ضریب انتقال حرارت سیال منتقل‌کننده حرارت، استفاده از نانو سیالات است. به این شکل که نانوذراتی که دارای ضریب انتقال حرارت خوبی هستند، مانند نانو ذرات مس را به سیال پایه با درصدهای حجمی مشخصی اضافه می‌کنند. این کار باعث افزایش قابل‌توجه ضریب انتقال حرارت سیال پایه می‌شود. در رآکتور هسته‌ای مسئله پیچیده‌تر است و سیال پایه علاوه بر ضریب انتقال حرارت بالا باید دارای ویژگی‌های دیگری نیز باشد. از این ویژگی‌ها می‌توان به نقش کندکنندگی سیال خنک‌کننده اشاره کرد که نقش سیال پایه را دوگانه می‌کند. در رآکتورهای اتمی برای کنترل راکتور علاوه بر میله‌های کنترل از سموم محلول در خنک‌کننده نیز استفاده می‌کنند. در رآکتورهای آبی اسید بوریک را به آب با غلظت‌های مشخصی اضافه می‌کنند. بورون موجود در اسید بوریک یک سم نوترونی قوی است که سطح مقطع جذب نوترون بالایی دارد. همچنین مسئله اقتصادی اضافه کردن نانوسیال به سیال پایه از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر نانوسیالی را بیابیم که هم باعث افزایش انتقال حرارت شود و هم بتواند نقش بوریک اسید را بازی کند و هم توجیه اقتصادی داشته باشد گامی بزرگ برداشته‌ایم. بر این اساس در این مطالعه سعی داریم نانوسیالاتی که از نظر انتقال حرارت مناسب می‌باشند و در مطالعات مورد توجه قرارگرفته‌اند را از نظر نوترونیک، اقتصادی و خوردگی مورد بررسی قرار دهیم و نانو سیالی که به هدف گفته‌شده ما نزدیک باشد را به عنوان نانوسیال ایدهآل معرفی کنیم. برای این کار از نرم‌افزارهایی برای انجام مطالعات نوترونی، خوردگی و اقتصادی استفاده می‌کنیم. از این نرم‌افزارها می‌توان به MCNPX برای انجام مطالعات نوترونیک و CDMS و FREECORP برای مطالعات خوردگی اشاره کرد. نرم‌افزارهای مورداستفاده به‌تفصیل در فصل‌های بعد معرفی خواهند شد. در شکل 1-1 فلوچارت مراحل انجام پایان‌نامه نشان داده‌شده است.

شکل 1-1: فلوچارت مراحل انجام پایان‌نامهفصل دوم

18726151974215
پیشینه تحقیق2-1- مقدمهتاکنون مطالعات بسياري به‌منظور بررسي  خواص مثبت نانو سيالات صورت گرفته است تحقيق لي ات ال  در سال 1999 نشان‌دهنده ارتقا قابل ملاحظه رسانايي حرارتي نانوسيالات محتوي آب و اتيلن، گليکول همراه با نانو ذرات اکسيد آلومينيم و اکسيد مس در دماي اتاق می‌باشد]1[.
2-2- کارهای انجام شدهافزايش رسانايي گرمايي يک موفقيت قابل تحسين را براي استيمن ات ال  به ارمغان  آورد ، هنگامي که آن‌ها افزايش رسانايي را تا 40% با افزودن تنها 4% از نانو ذرات مس خالص با ابعاد متوسط کمتر از 10 نانومتر حاصل نمود. چنين گزارش شد که رسانايي گرمايي نانوذرات می‌تواند بيش از 20% افزايش داده شود در يک پژوهش ديگر داس ات ال  نشان داد که رسانايي گرمايي نانو سيالت در دماهاي بالاتر افزايش بيشتري می‌یابد که کاربرد آن را در سردسازی جریان‌های حرارتي بالا مطلوب‌تر می‌نماید]2[.
در اين پژوهش اين افزايش از 2% به 36% رسيده است هنگامي که دماي اکسيد نانوذرات معلق از 21 درجه سانتی‌گراد به 51 درجه سانتی‌گراد افزايش دادند (با غلظت حجمي 1% و 4%) کار پژوهشي پاتل ات ال  با نانوذرات طلا و نقره با قطر 20-10 نانومتر انجام شد آزمایش‌های آن‌ها نيز تأثيرات شديد دما را بر روي رسانايي گرمايي از 5% به 221% در بازه حرارتي 60-30 درجه سانتيگراد نشان داد ]2[.
کلبنسکي ات ال ]3[ نيز مکانیسم انتقال حرارت در نانو سيالات را بررسي نمود و دلايل احتمالي افزايش رسانايي گرمايي نانوسيالات را ارائه کرد: اين دلايل شامل اثرات سايز کوچک، تراکم و تجمع نانوسيالات می‌باشد.
افزايش رسانايي حرارتي نانوسيالات به محققان اين فرصت را می‌دهد تا پژوهش‌های وسیع‌تری را در اين زمينه انجام دهند. افزايش واقعي قابليت انتقال حرارت را می‌توان در شرايط همرفتي نشان داد و مقالات اندکي  به بحث درباره‌ی کارايي انتقال  حرارت همرفتي نانوسيالات پرداخته‌اند. ژوان و روتزل  دو راهکار متفاوت براي روابط انتقال حرارت نانوسيالات ارائه نمودند. يک راهکار مرسوم، در نظر گرفتن نانوسيالات به عنوان سيال تک فاز می‌باشد و راهکار ديگر لحاظ نمودن ويژگي چند فاز بودن نانوسيالات و نانوذرات پراکنده می‌باشد. سپس ژوان و لي  نتايج بررسی‌های خود را درباره‌ی ویژگی‌های جريان انتقال حرارت همرفتي منتشر نمودند. آن‌ها انتقال حرارت همرفتي نانو سيالاتي را که متشکل از آب غير يونيزه و ذرات مس با قطر کمتر از 10 نانومتر و با درصد حجم 0.3، 0.5، 0.82، 1، 1.2، 1.5، 2 درصد از کل سيال اندازه‌گیری نمودند و دريافتند که ضريب انتقال حرارت همرفتي نانوسیالات از 6% به 39% افزايش می‌یابد ]4[.
ون ودينگ ]5[ انتقال حرارت نانو سيال آب و اکسيد آلومینیوم را در جريان لایه‌ای تحت شار حرارتي ثابت ديواره مشاهده نمودند و دريافتند که افزايش حرارت نانو سيال با تغييرات عدد رينولدز و غلظت نانوذرات  خصوصاً در ناحیه‌ی ورودي رابطه‌ی مستقيم دارند اخیراً يانگ ات ال راندمان انتقال حرارت نانوسيالات گرافيت را براي جريان لایه‌ای در يک تيوپ دايروي بررسي نمودند.
نجوين سيتي ات ال  ]6[ رفتار انتقال ارتقاء انتقال حرارت نانوسيال اکسيد آلومینیوم را براي يک سيستم گرم‌کننده مورد پژوهش قرار دادند آن‌ها دریافتند که ضريب انتقال حرارت تا 40% در مقايسه با سيال اصلي افزايش نشان می‌دهد.
به تازگي داس ات ال، ونگ  و موجومدار، تريساکسري وي  و ونگويسس  ]7[ پژوهش‌های اخير درباره جريان سيال و ویژگی‌های انتقال حرارت نانوسيالات را در رسانايي، جريان همرفتي تحميلي و آزاد و جوش را مورد بازبيني قرار دادند و به فرصت‌های موجود براي نياز به مطالعات آينده اشاره نمودند. ونويسس مقالات منتشرشده‌ای را که درباره‌ی مباحث آزمايشي و تئوري انتقال حرارت همرفتي تحميلي نانوسيالات می‌باشند را بازنگري نموده و مورد بررسي قرار دادند.
از طرف دیگر تعداد زیادی از محققان گزارش کردند که انتقال حرارت با نانو سیال افزایش مییابد به‌طور مثال لیو ژان یک مطالعه تجربی برای بررسی انتقال حرارت جابجایی و خواص جریان نانو سیال را پیگیری نمودند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که ضریب انتقال حرارت جابجایی و خواص جریان نانو سیال با سرعت افزایش پیدا می‌کند و همچنین کسر حجمی، بخش‌های نانو  و از پایه آب در سرعت جریان مشابه بزرگ‌تر است.
داس و همکاران به‌طور تجربی نشان دادند که  هدایت گرمایی نانو سیالات با افزایش دما افزایش مییابد آن‌ها مشاهده کردند که 2 تا 4 درصد هدایت گرمایی افزایش مییابد که میتواند در دماهای 21 تا 52 درجه سانتی‌گراد به دست بیاید ]7[.
در مقایسهی بررسیهای تحقیقی وابستگی استفاده از نانو سیالات در انتقال حرارت جابجایی، مطالعات اندکی در استفاده از نانو سیالات در جابجایی آزاد یافت میشود.
خانافر و همکاران ]8[ مطالعات عددی برای تعیین انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانو سیالات در محفظه تحت قیود فیزیکی مختلف را پی گیری کردند. نتایج آن‌ها نشان داد که عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی برای اعداد گراشف مختلف افزایش مییابد.
کیم و همکاران ]9[ یک فاکتور برای توصیف اثربخش نانویی روی بی‌ثباتی جابجایی و مشخصه‌های انتقال حرارت یک سیال مبنا را پیشنهاد کردند. این فاکتور جدید شامل تأثیر نسبت قابلیت هدایت نانو ذرات به سیال پایه، فاکتور شکل نانو ذرات، کسر حجمی نانو ذرات و نسبت ظرفیت گرمایی آن میشود. نتایج آن‌ها نشان میدهد که ضریب انتقال حرارت در حضور نانو سیال با افزایش کسر حجمی نانوساختار ها افزایش مییابد.
افزایش انتقال حرارت جابجایی با استفاده از نانوسیالات توسط نینا و همکاران و نینا و روتا به‌طور تجربی مشاهده شده است.
در طرف دیگر رحیمی و همکاران ]10[ به صورت تجربی دریافتند که حضور نانوساختار (cuo,Al2o3) در آب بر مبنای نانو سیال در داخل استوانه‌ی افقی ضریب جابجایی طبیعی را با افزایش کسر حجمی نانو ذرات، چگالی نانوذره و همچنین نسبت منظری استوانه کاهش مییابد.
هاشمی و همکاران ]11[ به‌طور تجربی گزارش کردند که ضریب جابجایی طبیعی با افزایش تجمع نانوساختارها کاهش مییابد.
گرگوری و همکاران]12[ جابجایی طبیعی را با میکروساختارAl2o3  (تقریباً 250 nm) آب ساکن در محفظه آزمایش کردند. به نظر میرسد که نتایج آن‌ها تأثیر ناچیز ساختارها را روی مقدار عدد ناسلت برای یک محفظه عمودی را شامل میشود. به‌هرحال برای محفظه افقی یک کاهش در عدد ناسلت در مقایسه با حضور آب خالص در عدد رایلی و تجمع ساختارهای بیشتر وجود دارد. نویسندگان، این رفتار غیرعادی را به لایه گذاری نسبت میدهند.
استندبرگ و همکاران]13[ بررسی‌های تجربی روی جابجایی‌های طبیعی نانو سیالات در محفظه عمودی برای اندازه‌های مختلف  و کسر حجمی متفاوت نانو ذرات Al2o3 در بازه 1/0% تا 4% و عدد رایلی در بازه‌ی 105 تا 108 انجام داده‌اند. تنزل اصولی انتقال حرارت در نانوسیالات  شامل نانو ذرات با کسر حجمی بزرگ‌تر از 2% در خارج بازه‌ی عدد رایلی در نتایج آن‌ها مشاهده شد.
به‌هرحال افزایش انتقال حرارت به‌اندازه‌ی 18% با آب خالص که برای نانوسیال حاوی تجمع نانو ذرات 1/0% در رایلی های بالابود نمایش داده شد. معمولاً مدل تئوری قابل قبولی برای بررسی هدایت غیرعادی نانوسیالات وجود ندارد.
بسیاری از محققان هدایت نانو سیالات را بر مبنای قابلیت جابجایی سیال و نانوذرات، شکل نواحی سطح نانوذرات و کسر حجمی و دما قرار داده‌اند.
کبلینسکی و همکاران]14[ و ایستمن و همکاران]15[ مکانیسم‌هایی برای افزایش انتقال حرارت جابجایی پیشنهاد کردند که شامل حرکت براونی نانو ذرات، سطح لایه‌ای مولکولی مایع در مایع جزء وصل‌کننده، انتقال گرما با نانوذرات و تأثیر بر روی دسته‌ی نانوذرات بودند. آن‌ها دلیل آوردند که تأثیر رفتار براونی میتواند بسته به ورودی بزرگ‌تر پخش گرما در مقایسه با پخش براونی ناچیز در نظر گرفته شود.
ایوانس و همکاران اثبات کردند که تأثیر هیدرودینامیکی مربوط به حرکت براونی اثر عکس بر روی هدایت گرمایی نانوسیالات هنگام استفاده از شبیه‌سازی دینامیکی مولکولی و تئوری سینتیک ساده دارد.
تأثیر لایه‌های میانجی جامد یا مایع در افزایش هدایت گرمایی نانوسیالات توسط بسیاری از محققان به صورت تئوری بررسی‌شده است. به‌طور مثال یوو چوی یک مدل تئوری برای بررسی اثر لایه‌های میانجی  مایع و جامد روی مدل Hamilton-Crosser برای توقف ساختارهای نانو کروی پیشنهاد کردند. آن‌ها تلاش کردند که اثبات کنند لایه‌های میانجی جامد و مایع نقش مهمی در تقویت هدایت گرمایی نانوسیالات به‌واسطه‌ی مدل Hamilton-Crosser بازی می‌کنند. به‌هرحال مدل پیشنهادی آن‌ها قادر به پیش‌بینی رفتار غیرخطی هدایت گرمایی نانوسیالات نبود.
بررسی تأثیر بین نانوذره و سیال پایه نیز انجام‌گرفته است. ژو یک مدل بهینه برای تأثیر هدایت گرمایی مؤثر نانوسیالات  بر پایه‌ی تئوری ماکسول (تئوری (تضاد) قطبش میانگین) ایجاد کرد. ژو فرض کرد که مدل توسعه‌یافته میتواند افزایش غیرعادی قابلیت هدایت گرمایی در نانوسیالات را تفسیر کند ]16[ .
بر پایه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی  و ارتباط ساده‌ی مایع –جامد، ژو و همکاران توضیح دادند که لایه‌های اتم مایع در حدفاصل مایع – جامد تأثیر قابل ملاحظه روی خواص انتقال گرما ندارند.
چیزی که می‌توان از اطلاعات ذکرشده متوجه شد این است که نه حرکت براونی و نه لایه‌های میانجی نمیتوانند مکانیسم‌های غالب باشند و از تجربه و بررسی و تحلیل روی افزایش انتقال حرارت هنگام استفاده از نانوسیالات در تضاد هستند هم در جابجایی طبیعی و هم اجباری: بنابراین، تحقیقات تئوری و تجربی در توضیح پایه‌های امکان افزایش انتقال حرارت وقتی از نانوسیال استفاده میشود، ضروری می‌باشد. توصیف قوی رفتار غیرعادی برای نانوسیالات که شامل قابلیت هدایت و ویسکوزیته بالا می‌باشد، وجود ندارد ]17[ .
نتايج آزمايش‌هايي که در رابطه با نحوة انتقال حرارت بر روي چندين نمونه نانوسيال انجام شد، نشان می‌دهد که عملکرد نانوسيالات در انتقال حرارت عموماً بيشتر از آن چيزي است که به‌صورت نظري پیش‌بینی‌شده است. اين واقعيت يک کشف اساسي در مسئلهی انتقال حرارت مي‌باشد.
درصد افزايش هدايت گرمايي ذرات مس، اکسيد مس و آلومينيم در اتيلن گليکول (EG) همچنين نمايش افزايش هدايت گرمايي نانولوله‌هاي کربني چندجداره در روغن و تطبيق آن با نظريه ماکسول از نانوسيالات مي‌توان به‌منظور توسعهی سيستم‌هاي کنترل حرارت در بسياري کاربردها ازجمله وسايل نقلیه‌ی سنگين استفاده نمود. کنترل حرارت يکي از عوامل کليدي در فناوري‌‌هاي مربوط به محصولاتي مانند پيل‌ سوختي و وسايل نقلیه دوگانهسوز-الکتريکي مي‌باشد که بيشتر آن‌ها تحت دماهاي عمدتاً کمتر از دماي موتورهاي احتراق داخلي متداول، عمل مي‌کنند ]14[ .
بنابراين نياز مبرمي به توسعه سيالات انتقال‌دهندة حرارت با هدايت گرمايي خيلي بالا و نيز انتقال اين فناوري به صنايع خودرو وجود دارد. اخیراً پژوهش‌هايي در مورد نانوسيالات فلزي حاوي نانوذراتِ مسِ با قطرِ کمتر از 10 نانومتر که در اتيلن گليکول پخش شده بودند انجام شده است. اين پژوهش‌ها نشان می‌دهد که در جزء حجمي بسيار اندکي از نانوذرات، رسانايي گرمايي مي‌تواند بيشتر از قابليت رسانايي صرف خود سيال و يا نانوسيالات اکسيدي (مانند اکسيد مس و اکسيد آلومینیوم با قطر متوسط ذرات 35 نانومتر) باشد. همان‌طور که در نمودار 1 نشان داده‌شده است. به علت اينکه تاکنون هیچ‌کدام از نظريه‌هاي معمول اثرات ناشي از قطر ذرات و يا هدايت آن‌ها بر روي ميزان هدايت نانوسيالات را پيش‌بيني نکرده‌اند، اين نتايج غير منتظره است ]14[.
اخیراً نانوسيالاتي حاوي نانولوله كربني ساخته شده‌اند و نتايج آزمايش‌هاي انجام شده بر روي اين نانوسيالات نشان داده است که وجود نانولوله‌ها در يک سيال، هدايت گرمايي آن را به‌طور چشمگيري افزايش می‌دهد.
جالب‌تر آنکه افزايش هدايت گرمايي مربوط به نانولوله يک گام از پیش‌بینی‌های انجام شده به وسيلة نظريه‌‌هاي موجود فراتر است. از اين گذشته نمودار هدايت گرمايي اندازه‌گيري شده برحسب حجم‌هاي جزئي، به‌صورت غيرخطي مي‌باشد حال‌آنکه تئوري‌هاي رايج به‌وضوح وجود يک نسبت خطي را ميان اين دو پارامتر نشان داده بودند.
از ویژگی‌های کليدي نانوسيالات که تاکنون کشف‌شده‌اند مي‌توان هدايت‌هاي گرمايي بسيار بالاتر از آنچه که سوسپانسيون‌هاي مرسوم از خود نشان داده بودند، وجود نسبت غیرخطی ميان هدايت گرمايي و غلظت نانولوله‌هاي کربني در نانوسيالات و نيز وابستگي شديد هدايت گرمايي به دما و افزايش چشمگير در شار حرارتي بحراني را نام برد. هر کدام از اين ويژگي‌ها در جاي خود براي سيستم‌هاي حرارتي بسيار مطلوب مي‌باشند و در کنار هم نانوسيالات را بهترين کانديدا براي توليد سردکننده‌هاي مبتني بر مايع مي‌نمايند. اين يافته‌ها همچنين وجود محدوديت‌هاي اساسي در مدل‌های انتقال گرمايي متداول براي سوسپانسيون‌هاي جامد/ مايع را به‌وضوح نشان می‌دهد.
ازجمله عوامل انتقال حرارت در نانوسيالات، عبارت‌اند از: حرکت نانوذرات، سطح مولکولي لايه‌اي مايع در سطح مشترک مايع با ذرات، انتقال حرارت پرتابه‌اي در نانوذرات و تأثير خوشه‌اي شدن نانوذرات ازجمله عوامل انتقال حرارت در نانوسيالات مي‌باشند.
يک پروژة جديد با هدف کشف پارامترهاي کليدي که در تئوري‌هاي موجود و مفاهيم بنيادي مکانیسم‌های افزايش انتقال حرارت نانوسيالات ازقلم‌افتاده‌اند و نيز کشف مبناي تئوري براي افزايش غیرعادی هدايت گرمايي نانوسيالات در جولاي سال 2000 با حمايت وزارت انرژي آمريكا و مرکز انرژي علوم پايه به تصويب رسيد.
ساختار نانوذرات در نانوسيالات در حال بررسي و آزمايش بوسيلة منبع فوتوني پيشرفتة آزمايشگاه ملي آرگون مي‌باشد. طبق نتايج گزارش شده از دانشگاه A&M تگزاس، اين دانشگاه در حال مطالعه بر روي ارتباط بين جنبش نانوذرات و افزايش انتقال حرارت در آن‌ها مي‌باشد. با استفاده از نتايج جمع‌آوری‌شده، توسعة يک مدل جديد انتقال انرژي در نانوسيالات که وابسته به اندازة نانوذره، ساختار و تأثير پويايي بر روي خصوصيات حرارتي نانوسيالات مي‌باشد، امکان‌پذیر شده است ]16[.
اين نحوهی ارتباط رشته‌هاي مختلف علمي و پروژه‌هاي مشترک منجر به کشف مرزهاي جديدي در تحقيقات ترموفيزيک براي طراحي و مهندسي در زمينهی توليد خنک‌کننده‌ها خواهد گرديد. تحقيق در مورد نانوسيالات مي‌تواند به يک پيشرفت غير منتظره در زمينة سيستم‌هاي ترکيبي مايع/جامد، براي کاربردهاي بي‌شمار مهندسي ازجمله خنک‌کننده‌هاي اتومبيل‌ها و کاميون‌هاي سنگين بيانجامد. از عمده‌ترين تأثيرات اين تحقيقات مي‌توان به بيشتر شدن کارايي انرژي، کوچک‌تر و سبک‌تر شدن سيستم‌هاي حرارتي، کمتر شدن هزينه‌هاي عملياتي و پاک‌سازي محیط‌زیست اشاره نمود]16[..
فصل سوم

20250152560955
تئوری3-1- مقدمهدر این فصل تئوری حاکم بر پایاننامه و همچنین معرفی کدهای مورداستفاده آورده شده است.
3-2- کلیاتفرایند شکافت هسته‌ای شامل میلیاردها واکنش بسیار سریع بوده و میزان انرژی بسیار زیادی آزاد می‌کند. یک رآکتور هسته‌ای را می‌توان یک بمب اتم در نظر گرفت که واکنش آن کنترل شده باشد. شروع‌کننده واکنش هسته‌ای ذره نوترون می‌باشد که با برخورد به ماده شکافت پذیر آن هسته را به دو هسته سبک‌تر و میانگین 2.54 عدد نوترون تبدیل می‌کند که مقدار قابل ملاحظه‌ای انرژی از این واکنش آزاد می‌شود. ازاین‌رو کنترل تعداد نوترون‌های تولیدی و مصرفی در کل واکنش اهمیت زیادی دارد. در رآکتور هسته‌ای در شرایط پایا سعی در برابر نگه‌داشتن تعداد نوترون مصرفی و تولیدی است. نسبت نوترون‌های تولیدی در هر واکنش به نوترون‌های مصرفی را به عنوان ضریب تضاعف معرفی می‌کنیم که مقدار آن در حالت پایا می‌بایست برابر 1 باشد تا واکنش هسته‌ای به شکل کنترل‌شده‌ای انجام شود. برای کنترل کردن مقدار ضریب تضاعف از ابزارهای گوناگونی استفاده می‌شود. ابزارهایی که قابلیت جذب نوترون را دارند. این کار با وارد کردن موادی که جاذب نوترون هستند به داخل قلب رآکتور صورت می‌گیرد؛ یعنی ما واکنش را با موادی که قابلیت جذب نوترون دارند کنترل می‌کنیم. این مواد جاذب نوترون به صورت میله‌های کنترل که میزان ورود آن به داخل قلب قابل‌کنترل است و به‌صورت محلول در آب که غلظت آن قابل‌کنترل است به قلب وارد می‌شوند. یکی از این مواد جاذب نوترون هسته بورون است که به صورت ترکیب اسید بوریک به آب خنک‌کننده قلب رآکتور اضافه می‌شود و میزان آن با توجه به کارکرد رآکتور متغیر است. پس ما با ابزارهایی چون سم‌های جاذب نوترونی در قالب میله‌های کنترل و مواد محلول در آب سعی در ثابت نگه‌داشتن مقدار نوترون تولیدی و مصرفی داریم. از مسائل مهم دیگری که در رآکتور هسته‌ای نیروگاه‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است توانایی دفع گرمای تولیدی از قلب رآکتور است که در میله‌های سوخت و ازشکافت ماده شکافت پذیر تولید می‌شود. خنک‌کننده راکتورهای هسته‌ای می‌تواند مواد گوناگونی نظیر آب، فلز مذاب و گاز باشد که انتخاب نوع خنک‌کننده به نوع رآکتور بستگی دارد. خنک‌کننده معمول راکتورها را می‌توان آب در نظر گرفت. به دلیل مسائلی ازجمله سطح انتقال حرارت محدود و میزان گرمای تولیدی بسیار بالا ضریب انتقال حرارت سیال خنک‌کننده از اهمیت بالایی برخوردار است که هر چه میزان بیشتری باشد یعنی سیال قابلیت دفع گرمای بیشتری دارد و سیال مناسب‌تری است. انتخاب نوع خنک‌کننده رآکتور هسته‌ای تابع مسائل گوناگون و پیچیدهای است که انتخاب سیال خنک‌کننده را بسیار پیچیده می‌کند. از این مسائل دو مسئله‌ی رفتار سیال خنک‌کننده در مواجهه با نوترون (قابلیت جذب نوترون) و میزان ضریب انتقال حرارت آن از اهمیت بیشتری برخوردارند. پس باید با درنظر گرفتن این مسائل نوع سیال خنک‌کننده را انتخاب کرد. در بسیاری از راکتورها از آب به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌شود که برای کنترل خاصیت جذب نوترون آن از سم‌های نوترونی محلول در آن مانند اسید بوریک استفاده می‌شود؛ و برای افزایش ضریب انتقال گرمای آن از نانوسیالات استفاده می‌شود که در آب معلق بوده و باعث افزایش ضریب انتقال حرارت خنک‌کننده می‌شوند که با تازگی از اهمیت بالایی برخوردار بوده که مطالعات گوناگونی بروی آن انجام شده است. چون مواد محلول در آب بر روی ضریب تضاعف کلی قلب تأثیر می‌گذارند در هنگام انتخاب نوع و مقدار نانو سیالات باید این مسئله در نظر گرفته شود ]17[.
چون میزان ضریب تضاعف هم از نظر ایمنی و هم از نظر اقتصاد نوترونی اهمیت بالایی دارد، در این پروژه سعی در مطالعه‌ تأثیر نانوسیالات مناسب بر روی ضریب تضاعف و خاصیت جذب نوترونی آن‌ها داریم. چون در این پروژه از دید نوترونی و هسته‌ای قصد مطالعه نانوسیالات را داریم انتخاب نانوسیالات از دیدگاه انتقال حرارتی را بر مبنای مطالعات پیشین انجام می‌دهیم. به این شکل که از مطالعات و مقالات موجود بهترین نانوسیالات برای افزایش ضریب انتقال حرارت را انتخاب و مطالعات نوترونی را بر روی آن‌ها انجام می‌دهیم و درنهایت یک نانو سیال بهینه را انتخاب می‌کنیم.
3-3- انتقال حرارت در نانو سیالاتنانو سیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیالات معمولی حاصل می‌شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار زیاد در کاردبرهای صنعتی هستند. اندازه ذرات مورداستفاده در نانو سیالات از ۱ نانومتر تا ۱۰۰ نانومتر می‌باشد. این ذرات از جنس ذرات فلزی همچون مس (Cu) نقره (Silver) و... و یا اکسید فلزی همچون آلومینیوم اکسید(Al2O3) ، اکسید مس (CuO)و... هستند. سیالات متداولی که در زمینه انتقال حرارت استفاده می‌شوند ضریب هدایت حرارتی پایینی دارند. ذرات نانو به دلیل بالا بودن ضریب هدایتی‌شان با توزیع در سیال پایه باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال که یکی از پارامترهای اساسی انتقال حرارت محسوب می‌شود، می‌گردند ]18[.
تولید و کاربرد نانو سیالات به دو روش است:
(1)  روش دومرحله‌ای (Two-step process)
مرحله نخست این روش شامل تولید نانو ذرات به صورت یك پودر خشك بوده كه اغلب توسط كندانس نمودن با یك گاز بی‌اثر انجام می‌شود. در مرحلة بعد نانو ذرات تولیدشده در سیال پخش می‌گردند.
نكتة اساسی در این روش تجمع نانو ذرات بر اثر چسبندگی آن‌ها به همدیگر است كه از معایب این روش به شمار می‌آید.
(2)روش تک‌مرحله‌ای (Single-step process)
در این روش از یك مرحله كه تبخیر مستقیم است استفاده می‌گردد. مزیت استفاده از این ‌روش آن است كه تجمع ذرات بر اثر چسبندگی آن‌ها به یكدیگر به‌طور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و به حداقل می‌رسد ]18[ .شكل 3-1 گویای این موضوع می‌باشد.

شکل 3-1: مقیاسی از ذرات نانوسیال ]22[همچنین یك نكته اساسی در روش‌های تولید نانو سیالات ایجاد پایداری برای ذرات معلق جامد، با بهره‌گیری از خواص سطحی ذرات معلق و نیز پیشگیری از ایجاد خوشه‌ای ذرات است. در این راستا سه روش عمده وجود دارد ]18[:
 تغییر میزان pH
 استفاده از جاذب‌های سطحی (surface activators)
 استفاده از ارتعاشات مافوق صوت (ultrasonic vibration)
3-2-1- مكانيسم‌هاي انتقال حرارت در نانو سيالاتدر بررسي مكانيسم‌هاي انتقال حرارت 2 مكانيسم مورد توجه قرار مي‌گيرد ]1[.
مكانيسم هدايت حرارتي
مهم‌ترین نكته در اين بخش يادآوري اين موضوع است كه ضريب هدايت حرارتي سيالات، نقش اصلي را در ميزان انتقال حرارت در تجهيزات مربوطه ايفا مي‌كنند. در همين راستا نانو ذرات به دليل دارا بودن ضريب انتقال حرارت بالا، سبب افزايش قابل‌توجه در انتقال حرارت هدايتي نانو سيالات مي‌شوند به‌طور مثال استفاده از نانو ذرات مس و نانولوله‌های كربني در اتيلن گلايکول و نفت موجب افزايش ضريب انتقال حرارت سيال پايه به ميزان 40% و 150% مي‌شود ]1[.
پيش از پرداختن به مدل‌های رياضي موجود، مؤثرترين فاكتورها در افزايش انتقال حرارت نانو سيالات بر اساس آزمایش‌های صورت گرفته و داده‌هاي تجربي موجود بررسي مي‌شود، اين فاكتورها عبارت‌اند از ]19[:
- نوع سيال پايه و نانو ذرات مورداستفاده
- جزء حجمي ذرات
- اندازة نانو ذرات
- شكل نانو ذرات(نسبت منظر يا aspect ratio)
- ميزان pH نانو سيالات
- نوع پوشش مورداستفاده براي ذرات (particle coating)
مدل‌های رياضي كه در اين زمينه ارائه‌شده مبتني بر محاسبه‌ی ضريب هدايت حرارتي مؤثر نانو سيال مي‌باشد نخستين رابطه‌اي كه مبناي بسياري از كارها قرار گرفته و براي  نانوسيالات نيز استفاده شده است رابطة مربوط به ماكسول مي‌باشد اين رابطه براي مخلوط مايع و ذرات جامد با ابعاد نسبتاً ريز بيان شده  است ]19[.
Keff,Maxwell=kP+2k1+2(kP-k1)∅kP+2k1-(kP-k1)∅k1 (1-3) در صورتي كه معادله‌ی مربوط به انرژي را در مختصات كروي بنويسيم خواهيم داشت:
∇2∅=∂∂rr2∂∅∂r+1sinθ∂∂θsinθ ∂∅∂θ=0 (2-3)اين معادله در حالت پايدار در نظر گرفته‌شده و از فرم مربوط به جهت صرف‌نظر شده و سرعت در جهت ناديده گرفته‌شده است.

شکل3-2: پارامترهای مختلف بروی مختصات کروی نانوسیال ]19[
H=-∇∅q=kHH  : intensity
q  :heat flux
شرايط مرزي معادله به صورت زير است:
r=0=constant, ∅3 r=∞=-H0r∞ r=R=∅2 r=R, ∅2 r=R+t=∅3 r=R
∂∅1∂r r=R=k2∂∅2∂r r=R, (3-3)∂∅2∂r r=R+t=k3∂∅3∂r r=R+t (4-3)پس از حل معادله و با توجه به شرايط مرزي مذكور خواهيم داشت:
∅1=-AH0rcosθ, r<R (5-3)∅2=-H0Br-Cr-2cosθ, R<r<R+t (6-3)A=9kmk2KH0 (7-3)B=3km(2k2+k1)KH0 (8-3)C=3km(k2-k1)r03KH0 9-3K=2km+k2k1+2k2-2α(k2-km)(k2-k1) (10-3)همچنين با توجه به رابطه مربوط به H مقادير H1 براي نانوذره و H2 براي پوسته‌ی خارجي به دست مي‌آيد:
H1=Aez 11-3H2=Bez+Cr3ez-3Czr4er 12-3به دليل آنكه در رابطة مربوط به H2براي شعاع‌هاي بزرگ‌تر از R مي‌توان از ترم دوم و سوم در سمت راست معادله صرف‌نظر كرد درنتیجه خواهيم داشت:
H2=Bez 13-3كه در اين روابط erو ez بردارهاي يكه در راستاي محوري و شعاعي مي‌باشند.
با توجه به تعريف مقدار متوسط كميت‌ها مقادير مربوط به مقدار متوسطHوqنيز از روابط زير به دست مي‌آيد ]19[:
q=1Vv q dv (14-3)H=1Vv H dv (15-3)پس از انتگرال‌گيري در روابط فوق معادلات زير به دست مي‌آيد كه ازآنجا مي‌توان ضريب هدايت حرارتي كمپلكس نانوذره را محاسبه نمود.

*19

مقدمه
تبلیغات، یکی از ابزارهای بازاریابی برای رشد و توسعه‎ی هر صنعتی از جمله صنعت گردشگری است. در صنایع گردشگری و اوقات فراغت، تبلیغات ابزاری کلیدی است چرا که مصرف‎کنندگان بالقوه باید تصمیمات خریدشان را بر مبنای تصاویر ذهنی خویش از محصولات اتخاذ کنند زیرا به طور فیزیکی قادر به تجربه‎ی آن‎ها قبل از مصرف نیستند. در نتیجه تبلیغات، متغیری حیاتی در آمیخته‎ی بازاریابی گردشگری و اوقات فراغت می‎باشد و دامنه‎ی وسیعی از فعالیت‎ها و عوامل را در بر می‎گیرد. (مورگان و پریچارد، 2000)
پژوهش پیش رو با عنوان "اولویت‎بندی تاثیر ابزار‎های تبلیغات اینترنتی بر جذب گردشگران اروپایی به کشور (از دید گردشگران)" انجام شده‎است، و در مروری بر ادبیات گذشته، تنها دو پژوهش مرتبط با موضوع در ایران یافت شد. این پژوهش‎ها در ارتباط با تبلیغات، به طور کلی، در گردشگری بوده و هیچ پژوهشی در ارتباط با تبلیغات اینترنتی در حوزه‎ی گردشگری یافت نشد.
در سال 1374، علی ملکی تحقیقی با عنوان "تاثیر تبلیغات در جذب جهانگردان خارجی به کشور از دیدگاه جهانگردان" را انجام داده است. در این تحقیق که از روش پیمایشی استفاده شده، به بررسی بوجه‎های تبلیغاتی کشورها، بررسی وضعیت تبلیغات در شرکت‎های خدمات سیاحتی نمونه، بررسی برنامه پنج ساله اول توسعه و در آخر مقایسه اهداف برنامه و عملکرد افزایش تعداد جهانگردان پرداخته شده‎است (ملکی، 1374). در نتایج نیز بیشتر به اهمیت گردشگری در عصر حاضر تاکید شده و در مورد توسعه‎ی آن پیشنهاد‎هایی کلی مانند توسعه و تقویت برنامه‎های تبلیغاتی برای معرفی ایران داده شده‎است.
تحقیقی دیگر در سال 1381 با عنوان "تاثیر تبلیغات بر جذب گردشگران بین‎المللی به شهر اصفهان از دید گردشگران"، توسط رضا اکبری انجام شد که به بررسی تاثیر ابزار تبلیغاتی استفاده‎شده در شهر اصفهان پرداخته است. در این تحقیق نیز از روش پیمایشی استفاده شد و در آخر به این نتیجه رسیده است که هیچ کدام از ابزارهای تبلیغاتی استفاده‎شده تاثیری در جذب گردشگران خارجی نداشته است و کتاب راهنما به عنوان موثرترین ابزار تبلیغاتی و بعد از آن به ترتیب، تبلیغات اینترنتی، تلویزیون، بروشور، و روزنامه قرار می‎گیرند. (اکبری، 1381)
روش کلی این تحقیق از نوع توصیفی- پیمایشی (با استفاده از پرسشنامه) می‎باشد. بر مبنای هدف پژوهش، مدل لاویج و استاینر انتخاب شد که که شکل جدیدتر و توسعه یافته تر از مدل معروف آیدا (AIDA) می‎باشد. این مدل دارای سه مرحله و 6 متغیر می‎باشد که در شکل 1-1 مشاهده می‎کنید.
مرحله طبقه
رفتاری خرید
متقاعد شدن
عاطفی ترجیح
دوست داشتن
شناختی دانش
آگاهی
شکل 1-1: مدل لاویج و استاینر (1961)سوالات در قالب طیف 5 گزینه‎ای لیکرت طراحی شد و به زبان انگلیسی ترجمه شد. از آن جایی که حجم نمونه‎ی پژوهش، 150 تعیین شد، بنابراین پرسشنامه‎ها را توزیع کردیم تا به تعداد 150 پرسشنامه‎ی تکمیل‎شده و صحیح (بدون اشکال) دست یافتیم. لازم به ذکر است، روش نمونه‎گیری انتخاب شده، نمونه‎گیری در دسترس است که یکی از روش‎های نمونه‎گیری غیرتصادفی می‎باشد. برای تجزیه و تحلیل داده‎ها از نرم افزار SPSS کمک گرفته شد و از آزمون‎های t استیودنت تک نمونه‎ای و آزمون فریدمن برای تحلیل آمار استنباطی استفاده شد. در نهایت، فرض اصلی پژوهش که مربوط به تاثیر تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران بر جذب گردشگران اروپایی به کشور بود رد شد؛ به عبارتی، استنباط شد که تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران، بر جذب گردشگران اروپایی به کشور تاثیری ندارد. این امر، به احتمال زیاد به دلیل ضعف در تبلیغات گردشگری ایران، به خصوص از طریق شبکه‎ی ارتباط جهانی (رسانه‎ی نوین اینترنت)، می‎باشد که مورد بحث قرار گرفته و در نهایت پیشنهاداتی ارایه شده‎است.
1-1- بیان مسالهسهم ایران از بازار جهانی صنعت گردشگری، به عنوان بزرگترین صنعت رو به رشد دنیا، بسیار ناچیز می‎باشد. از 919 میلیون گردشگر ورودی و 939 میلیارد دلار (آمریکا) عایدی جهان از گردشگری بین‎المللی در سال 2008، سهم ایران تنها 034/2 میلیون گردشگر ورودی و 908/1 میلیون دلار عایدی از طرف سازمان جهانی گردشگری (WTO) اعلام شده‎است (سازمان جهانی گردشگری، 2010). این در حالی است که به هیچ عنوان با میزان برخورداری ایران از منابع تاریخی، فرهنگی و طبیعی همخوانی ندارد (شکیبایی، 1384). باید خاطر نشان کرد که بر اساس گزارش سازمان جهانی جهانگردی، ایران رتبه دهم جاذبه‎های باستانی و تاریخی و رتبه پنجم جاذبه‎های طبیعی را در جهان دارا است و یکی از امن‎ترین کشورهای منطقه و جهان از لحاظ امنیت برای گردشگران خارجی است (ویکی‎پدیا، 1390).
در چشم‎انداز بیست ساله ایران پیش‎بینی‎شده که تا سال 2020، کشور ایران به رقم سالانه بیست میلیون گردشگر خارجی در سال دست خواهد یافت. مسلما برای جذب 20 میلیون گردشگر خارجی در سال، ایران به عنوان یک مقصد گردشگری باید از مدیریت بازاریابی مطلوبی برخوردار باشد. در ميان تمام وظايف مديريت بازاريابي، يكي از مهمترين وظايف متصدي گردشگري، توسعه يا حفظ تصوير ذهني از مقصد مطابق و هماهنگ با خواست گروه‎هاي بازديدكننده مورد نظر می‎باشد (لامزدن، 1992، ترجمه تاج‎زاده‎نمین، 1387). موفقیت یک مقصد تا حد زیادی وابسته به تصویر آن می‎باشد. رویکردی که درایجاد آگاهی و تصویر مقصد اتخاذ می‎شود، در رقابت و جذابیت نهایی مقصد سرنوشت‎ساز می‎باشد.
از طرفی دیگر، فعالیت‎های ترفیعی و تبلیغات، پارامترهای اساسی برای معرفی یک مقصد گردشگری می‎باشند و در ایجاد آگاهی و تصویر مقصد بسیار نقش دارند؛ تبلیغات یکی از پر کاربردترین ابزار ارتباطات بازاریابی در گردشگری می‎باشد، عمدتا بدین دلیل که محصول یا خدمت گردشگری ناملموس می‎باشد (میدلتون و کلارک، 2001). این محصول و خدمت اغلب بر پایه‎ی تصاویر واقعی یا ادراکی گردشگری و مقصد استوار می‎باشد. آن چه در گردشگری قابل توجه است، اندازه‎ی کلان تبلیغاتی است که هزینه می‎شود. بنابراین یکی از مسایل بسیار مهم در قلمرو تبلیغات، ارزیابی تبلیغات است و یکی از مراحل اصلی در چرخه‎ی تبلیغات می‎باشد (مورگان و پریچارد، 2000).
از این رو، در پژوهش حال حاضر به ارزیابی ابزار‎های تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران بر جذب گردشگران اروپایی ورودی به کشور از دید آن‎ها پرداختیم. 5 ابزار یا روش تبلیغات اینترنتی معمول مورد استفاده را (که عبارتند از بنر‎های تبلیغاتی، پنجره‎های پاپ- اوت، تبلیغات متنی، تبلیغات ویدئویی و تبلیغات ایمیل) با استفاده از مدل معروف لاویج و استاینر که در حقیقت شکل جدیدتر و توسعه یافته تر از مدل آیدا (AIDA) می‎باشد، مورد بررسی قرار دادیم.
1-2- اهمیت و ضرورت موضوع تحقیقمقصد‎های گردشگری و همچنین شرکت‎ها و سازمان‎های مختلف در حوزه‎ی گردشگری، هر ساله وقت و هزینه‎ی زیادی را صرف تبلیغات خود می‎کنند تا از این طریق به مشتریان بیشتری دست یابند. یکی از مسایل بسیار مهم در قلمرو تبلیغات، ارزیابی آن است. به عبارتی میزان موفقیت ما را در ساخت برنامه‎های تبلیغاتی که بودجه زیادی جهت آن‎ها صرف کرده‎ایم، مشخص می‎کند؛ بدون ارزیابی تبلیغات، تقریبا هیچ تضمینی در موثر بودن تبلیغات انجام‎شده وجود ندارد و می‎توان گفت حداقل بخش قابل ملاحظه‎ای از بودجه‎های تبلیغات به هدر می‎روند.
ارزیابی در تبلیغات بسیار حایز اهمیت است، نه تنها بدین دلیل که آن چه را یک فعالیت تبلیغاتی به دست آورده، تعیین می‎کند بلکه به خاطر این که ارزیابی تبلیغات، رهنمود‎هایی را نیز در مورد چگونگی بهبود و توسعه‎ی فعالیت‎های تبلیغاتی آتی فراهم می‎کند. از این رو با ارزیابی تبلیغات می‎توانیم به ضعف‎های خود پی برده و کوشش کنیم در آینده آن‎ها را برطرف کرده و تبلیغات خود را بهبود دهیم. با ارتقای تبلیغات در حقیقت آگاهی و تصویر گردشگران احتمالی را از ایران به عنوان یک مقصد گردشگری بهبود می‎دهیم و گردشگران بیشتری را می‎توانیم جذب ‎کنیم.
1-3- اهداف تحقیقابزار‎های تبلیغاتی گردشگری ایران تا چه اندازه بر جذب گردشگران اروپایی به کشور تاثیر دارد و همچنین اولویت‎بندی تاثیر این ابزار‎ها.
1-4- سوالات تحقیقسوال اصلی
ابزارهای تبلیغات اینترنتی تا چه اندازه بر جذب گردشگران اروپایی به کشور تاثیر می‎گذارد و همچنین رتبه‎بندی آن‎ها به چه صورت است؟
سوالات فرعی
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه موجب آگاهی گردشگران اروپایی نسبت به این کشور به عنوان یک مقصد گردشگری می‎شود؟
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه موجب افزایش دانش گردشگران اروپایی نسبت به این کشور به عنوان یک مقصد گردشگری می‎شود؟
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه توجه گردشگران اروپایی را به خود جلب می‎کند؟
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه موجب می‎شود تا گردشگران اروپایی، این کشور را نسبت به سایر مقاصد گردشگری ترجیح دهند؟
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه گردشگران اروپایی را نسبت به انتخاب این کشور به عنوان مقصد گردشگری خود، قانع می‎کند؟
ابزارهای تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران تا چه اندازه سبب می‎شود تا گردشگران اروپایی در نهایت این کشور را به عنوان مقصد گردشگری خود انتخاب کنند؟
رتبه‎بندی ابزار‎های تبلیغات اینترنتی گردشگری ایران به چه صورت است؟
1-5- شرح واژه‎ها و اصطلاحات تحقیقتبلیغات: « هر شکلی از ارتباطات غیرشخصی در مورد یک سازمان، محصول، خدمت یا ایده توسط یک حامی مشخص که برای آن هزینه پرداخت شود. » (بلچ و بلچ، 2004، 57)
تبلیغات اینترنتی: اشلوز و دیگران (1999) تبلیغات اینترنتی را این گونه تعریف می‎کنند: « هر نوع محتوا و مضمون تجاری موجود در اینترنت که شرکت‎ها برای آگاه کردن مصرف‎کنندگان در مورد کالاها و خدمات خود طراحی می‎کنند. » (نیاکان لاهیجی، 1387، 61)
گردشگری: « به عمل فردی که به مسافرت می‎رود و در آن مکان که خارج از محیط زندگی وی است برای مدتی کمتر از یک سال جهت تفریح، تجارت و دیگر هدف‎ها اقامت نماید، جهانگردی گفته می‎شود. » (گی، 1933، ص 22)
گردشگر: « گردشگر یا بازدید‎کننده‎ی یک شبه کسی است که حداقل یک شب در یک اقامتگاه عمومی یا خصوصی در محل مورد بازدید به سر برد. » (گی، 1933، ص 22)
1-6- فرايند پژوهشدر فرایند تحقیق، گام‎های اساسی برداشته می‌شود که این گام‌‎ها در زیر مشخص شده‌اند:

21012155845175شکل 1-2: گام‎های فرایند پژوهششکل 1-2: گام‎های فرایند پژوهش1998980323851. تدوین پرسش آغازین
2. مطالعات اکتشافی و مقدماتی
6. جمع‎آوری داده‎ها با استفاده از ابزار مورد نظر
3. تدوین چارچوب نظری تحقیق
7. تجزیه و تحلیل داده‎ها
4. طراحی فرضیات تحقیق
5. تعیین ابزار جمع‎آوری داده‎ها و تعیین روایی و پایایی ابزار سنجش داده‎ها
8. یافته‎ها، بحث و نتیجه‎گیری، و پیشنهادات
001. تدوین پرسش آغازین
2. مطالعات اکتشافی و مقدماتی
6. جمع‎آوری داده‎ها با استفاده از ابزار مورد نظر
3. تدوین چارچوب نظری تحقیق
7. تجزیه و تحلیل داده‎ها
4. طراحی فرضیات تحقیق
5. تعیین ابزار جمع‎آوری داده‎ها و تعیین روایی و پایایی ابزار سنجش داده‎ها
8. یافته‎ها، بحث و نتیجه‎گیری، و پیشنهادات

فصل دوممبانی نظری پژوهش و مروری بر تحقیقات پیشین
مقدمه
صنعت جهانی سفر و گردشگری به عنوان یکی از نیرومندترین بخش‎های رشد و توسعه‎ی اقتصادی و اجتماعی در قرن 21 ظاهر شده‎است. این مطلب حایز اهمیت است که بخش سفر و گردشگری برای ملت‎هایی که وارد اقتصاد جهانی می‎شوند، این امکان را فراهم آورده تا با افتخار و اطمینان خاطر به عنوان مقصد گردشگری نقش ایفا کنند. علاوه بر قابلیت این بخش در ایجاد اشتغال، سرمایه گذاری و درآمدهای پایدار و قابل توجه برای کشورهای سرتاسر جهان، سفر و گردشگری چارچوبی را برای هم راستا کردن و ایجاد هدف، افتخار و سیمای ملی فراهم آورده است. (Middleton, 2001)
2-1- بازاریابیبازاریابی در سفر و گردشگری از اهمیتی حیاتی برخوردار است زیرا بازاریابی، تاثیر عمده‎ی مدیریت است که می‎تواند بر اندازه و رفتار این بازار عمده‎ی جهانی اثر گذارد. در ميان تمام وظايف مديريت بازاريابي، يكي از مهم ترين وظايف متصدي گردشگري، توسعه يا حفظ تصوير ذهني از مقصد مطابق و هماهنگ با خواست گروه‎هاي بازديدكننده مورد نظر می‎باشد. موفقیت یک مقصد تا حد زیادی وابسته به تصویر آن می‎باشد. رویکردی که درایجاد آگاهی و تصویر مقصد اتخاذ می‎شود، در رقابت و جذابیت نهایی مقصد سرنوشت‎ساز می‎باشد. از طرفی دیگر، فعالیت‎های ترفیعی و تبلیغات، پارامترهای اساسی برای معرفی یک مقصد گردشگری می‎باشند و در ایجاد آگاهی و تصویر مقصد بسیار نقش دارد؛ تبلیغات یکی از پر کاربردترین ابزار ارتباطات بازاریابی در گردشگری می‎باشد، عمدتا بدین دلیل که محصول یا خدمت گردشگری ناملموس می‎باشد. این محصول و خدمت اغلب بر پایه‎ی تصاویر واقعی یا ادراکی گردشگری و مقصد استوار می‎باشد. آن چه در گردشگری قابل توجه است، اندازه‎ی کلان تبلیغاتی است که هزینه می‎شود. (Middleton, 2001)
2-1-1- بازاریابی و تبلیغاتتبلیغات در جهان امروز و در عصر انفجار اطلاعات، در مراودات اقتصادی و فرهنگی جوامع از جایگاه علمی و تخصصی و مهمی برخوردار است. فرد فعال در عرصه تبلیغات با بهره گیری از علومی چون بازاریابی، مدیریت، روان شناسی، جامعه شناسی و نیز شناخت فرهنگ و آداب و رسوم مخاطبان می‎تواند در عرصه رقابت‎ها، بهترین و کارآمدترین شیوه‎ها را به کار گیرد. امروزه نقش تبلیغات در توسعه پایدار کشور‎ها غیر قابل انکار است. به طوری که هر گاه سخن از رشد و توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی به میان می‎آید تبلیغات به عنوان یکی از مهمترین شاخص‎ها و ملزومات آن مورد توجه قرار می‎گیرد. بازاریابی، فعالیتی است که طی آن نیاز‎ها و خواسته‎های تامین نشده‎ی مصرف‎کنندگان تامین می‎شود. در تعریفی دیگر، بازاریابی تلاشی است در جهت تاثیر گذاشتن بر روشی که مصرف‎کنندگان رفتار می‎کنند (Hawkins & Roger, 2006). رفتار مصرف‎کننده نیز چیزی بیش از خرید کالا می‎باشد و درباره چگونگی تاثیر مالکیت کالا و خدمات بر زندگی ما بحث می‎کند (Solomon, 1999).
بازاریابان باید برای موفقیت در فرایند مبادله، درک صحیحی از عواملی که خواسته و نیاز‎های مصرف‎کننده را تحت تاثیر قرار می‎دهند، داشته باشند. امروزه اشباع بازار‎ها، تشدید رقابت، تغییر در سلیقه‎ها و نیاز‎های مشتریان، شرکت‎ها را با چالش‎های متعددی در فعالیت‎های بازرگانی و صنعتی مواجه کرده است. در این شرایط شرکت‎هایی که از کلیه ابزار و امکانات در دسترس خود به درستی استفاده می‎کنند، می‎توانند بر چالش‎ها فایق آمده و بقای مداوم خود را تضمین کنند. شرکت‎ها با تکیه بر بازوی نیرومند ارتباطات می‎توانند با مخاطبان اصلی خود (مصرف کنندگان) به تفهیم و تفاهم پرداخته و با یکدیگر به مناظره رفتاری بنشینند. یکی از ابزار‎های زیر مجموعه گروه فرایند ارتباطات، تبلیغات است. این ابزار به بازاریاب کمک می‎کند تا از طریق آن آگاهی‎های لازم در مورد توانایی‎های خود در امر تولید کالا و خدمات را به اطلاع مصرف‎کننده رسانده و در مواقع مختلف بسته به هدف، نیاز و تقاضای جدید ایجاد و مصرف‎کننده را در رفع این نیاز یاری کنند. تبلیغات به عنوان یکی از مهمترین ابزار‎های آمیخته بازاریابی، نقش مهمی در اجرای سیاست‎ها و استراتژی‎های بازاریابی شرکت از قبیل ارتباط با مشتریان، معرفی محصولات جدید، اصلاح و تغییر ذهنیت مشتریان و مخاطبان نسبت به شرکت و آرم تجاری آن ایفا می‎کند و در صورت نبود ارتباط منسجم و علمی بین تحقیقات بازاریابی و صنعت تبلیغات، شرکت‎ها نمی‎توانند استفاده اثربخشی از تبلیغات خود داشته باشند امروزه هر فرد آمریکایی به طور متوسط تا سن 65 سالگی، حدود 2 میلیون آگهی تلویزیونی می‎بیند. این مقدار به جز آگهی‎هایی است که از روزنامه، مجله، تابلوی شهری، دیوار‎های شهر و... انسان را هدف پیام خود قرار می‎دهند. (یگانه‎دوست، 1387)
با توجه به درصد بالایی از هزینه‎ها که دنیای پیشرفته امروز به امر تبلیغات اختصاص داده است، در کشور ما صنعت تبلیغات با وجود سابقه زیاد نیاز حیاتی به توسعه اقتصادی، هنوز هم جوان و غیر علمی است. سهم کشور 70 میلیون نفری ما از بودجه 1400 میلیارد دلاری تبلیغات در جهان فقط 600 میلیون دلار است. (فطوره‎چی، 1388)
پیشرفت‎های علمی و توسعه اقتصادی بعد از انقلاب صنعتی باعث حرفه‎ای شدن مشاغل و تولید انبوه گشت. تولید کنندگان دیگر در کارگاه‎های کوچک و در مقیاس پایین تولید نمی‎کردند بلکه کارگاه‎های کوچک خانگی جای خود را به کارخانجات بزرگ داد. اولین مساله‎ای که بعد از این وقایع به وجود آمد چگونگی فروش این محصولات بود. در سایه همین تولیدات انبوه نگاه ویژه‎ای به بازاریابی به عنوان ابزاری جهت رسیدن به اهداف سازمانی شد. بعد‎ها از بازاریابی به عنوان یک علم یاد شد و تبلیغات به عنوان زیر شاخه‎ای از آن محسوب گردید. (اکبری، 1381)
به نظر فیلیپ کاتلر، برجسته ترین صاحب نظر در رشته بازاریابی، بازاریابی عبارت است از «فعالیتی انسانی در جهت ارضای نیاز‎ها و خواسته‎ها از طریق فرایند مبادله». (اکبری، 1381)
محصول، قیمت، توزیع و ترفیع به عنوان آمیخته‎های بازاریابی یا p4 محسوب می‎شود؛ آمیخته بازاریابی به مجموعه‎ای از ابزار‎های بازاریابی گفته می‎شود که شرکت به وسیله آن سعی در رسیدن به اهداف خود در بازار دارد. (اکبری، 1381)
532130000
532130113030شکل 2-1: جایگاه تبلیغات در آمیخته بازاریابی (کاتلر و دیگران، 1999)شکل 2-1: جایگاه تبلیغات در آمیخته بازاریابی (کاتلر و دیگران، 1999)
در زیر به طور خلاصه این ابزار‎های بازاریابی را بررسی می‎کنیم.
محصول: هر چیزی که جهت توجه، اکتساب، کاربرد یا مصرف بتوان به بازار عرضه کرد و بتواند نیاز یا خواسته‎ای را ارضا نماید، محصول گفته می‎شود و خدمت عبارت است از محصولی که در بر گیرنده فعالیت‎ها، منافع یا برآورنده‎هایی است که برای فروش عرضه می‎شوند.
قیمت: قیمت عبارت است از مبلغی که بابت محصول یا خدمت به حساب شخص یا سازمان منظور می‎شود.
توزیع: نقش کانال توزیع این است که فاصله بین انواع کانال‎ها و خدمات (از نظر زمان، مکان و تملک) و مصرف‎کنندگان را کاهش دهد یا آن را از بین ببرد.
ترفیع: شرکت باید کاری بیش از عرضه محصول مناسب انجام دهد، باید بتواند مصرف‎کننده را از مزایای محصول آگاه سازد و تصویر بسیار خوبی از محصول در ذهن مصرف‎کننده ایجاد کند. شرکت برای این که بتواند از عهده چنین کاری برآید باید به شیوه‎ای ماهرانه از ابزار‎های ترفیع مانند تبلیغ، پیشبرد فروش، فروش شخصی و روابط عمومی استفاده کند. (احمد روستا و دیگران، 1381)
همان‎طوری که در بالا ذکر شد، تبلیغات در گروه ترفیع جای می‎گیرد که در ادامه به بررسی بیشتر آن می‎پردازیم.
2-1-2- ارتباطات بازاریابی و جایگاه تبلیغاتارتباطات بازاریابی، بخش مهمی از بازاریابی است که هدف آن برقراری ارتباط با بازار هدف سازمان‎های مختلف است. در ارتباطات بازاریابی، اطلاعات برای آگاهی، ترغیب، برانگیختن و جلب نظر مشتریان بالقوه به محصولات و خدمات سازمان منتشر می‎شود. ارتباطات بازاریابی می‎تواند به عنوان نماینده‎ای از آوازه یک نشان تجاری و یا مفهوم گفتگوی میان سازمان و مصرف‎کنندگان توصیف شود. ارتباطات بازاریابی یا همان ترفیع شامل مجموعه فعالیت‎های همگنی است که هدفش برقراری ارتباط با مصرف‎کنندگان محصولات است. دلایل ارتباط میان سازمان‎ها با بازار‎هایشان، با یکدیگر متفاوت است. اما مقصود همه‎ی سازمان‎ها از برقراری ارتباط با بازار‎ها و مصرف‎کنندگان تهییج آن‎ها برای آگاهی یافتن از محصولات یا خدمات جدید سازمان می‎باشد. فعالیت‎های ارتباطی سازمان‎ها علاوه بر مطالب بیان‎شده یک تبادل اطلاعات میان سازمان و مصرف‎کنندگان به جهت اصلاح و بهبود روابط مشتریان نیز می‎باشد. صرف نظر از اهداف ذکر‎شده برای ارتباطات بازاریابی، این عنصر جزء کارکرد‎های لاینفک بازاریابی است و به وسیله کارکنان پشتیبانی سازمان در درون و حمایت و هم فکری متخصصین خارج از سازمان اداره می‎شود. (حنفی‎زاده، 1388، ص 20)
50165188595بازاریابی
حوزه‎های دیگر بازاریابی
ارتباطات بازاریابی
تبلیغات
فروش شخصی
پیشبرد فروش
روابط عمومی
تبلیغات اینترنتی
00بازاریابی
حوزه‎های دیگر بازاریابی
ارتباطات بازاریابی
تبلیغات
فروش شخصی
پیشبرد فروش
روابط عمومی
تبلیغات اینترنتی

-2204085358140شکل 2-2: تبلیغات اینترنتی، تبلیغات و ارتباطات بازاریابی (حنفی‎زاده، 1388)
0شکل 2-2: تبلیغات اینترنتی، تبلیغات و ارتباطات بازاریابی (حنفی‎زاده، 1388)

2-2- تبلیغاتانسان امروز، زیر بمباران شدیدی از تبلیغات زندگی می‎کند. تعداد آگهی‎های تلویزیونی که فرد در زندگی می‎بیند به حدی است که باور آن برای خودمان که زیر فشار چنین حجم غریبی هستیم مشکل است. امروزه یک فرد آمریکایی به طور متوسط تا ست 65 سالگی حدود دو میلیون آگهی تلویزیونی می‎بیند. این مقدار بجز آگهی‎هایی است که در روزنامه‎ها، مجلات، رادیو، تابلو‎های شهری، دیوار‎های شهر و غیره انسان را هدف پیام خود قرار می‎دهد. (محمدیان، 1379)
هر فردی در دنیای مدرن امروز تحت تاثیر درجات مختلفی از تبلیغات و دیگر روش‎های ارتقاء فروش است. سازمان‎های دولتی و خصوصی فهمیده‎اند که برای موفقیت باید توانایی ارتباط موثر و مفید را بیاموزند (Belch & Belch, 2002).
2-2-1- اهمیت تبلیغات
تبلیغات یکی از پر کاربردترین ابزار ارتباطات بازاریابی در گردشگری می‎باشد، عمدتا بدین دلیل که محصول یا خدمت گردشگری ناملموس می‎باشد. این محصول و خدمت [تبلیغات] اغلب بر پایه‎ی تصاویر واقعی یا ادراکی گردشگری و مقصد استوار می‎باشد. آن چه در گردشگری قابل توجه است، اندازه‎ی کلان تبلیغاتی است که هزینه می‎شود. به گفته‎‎ی میدلتون و کلارک (2001)، هزینه‎ی تبلیغاتی در تبلیغات با حروف بزرگ برای گردشگری در انگلستان در اواخر دهه‎ی 1990، 425 میلیون پوند بوده است (Middleton, 2001).
تبلیغات به عنوان ابزاری کلیدی در صنایع گردشگری و اوقات فراغت می‎باشد، جایی که مصرف‎کنندگان بالقوه باید تصمیمات خریدشان را بر مبنای تصاویر ذهنی خویش از محصولات اتخاذ کنند زیرا به طور فیزیکی قادر به تجربه‎ی آن‎ها قبل از مصرف نیستند. در نتیجه، تبلیغات متغیری حیاتی در آمیخته‎ی بازاریابی گردشگری و اوقات فراغت می‎باشد و دامنه‎ی وسیعی از فعالیت‎ها و عوامل را در بر می‎گیرد. نقش تبلیغات بازتاب‎کننده‎ی نقش ترفیع به طور کلی است که قصد دارد به سه شیوه بر نگرش و رفتار مخاطبین تاثیر گذارد: تایید و تقویت؛ خلق الگوهای جدیدی از رفتار و نگرش؛ و یا تغییر نگرش یا رفتار. بنابراین، متصدیان گردشگری و اوقات فراغت از تصاویر برای به تصویر کشیدن محصولات خود در بروشور‎ها، پوستر‎ها و تبلیغات رسانه‎ای استفاده می‎کنند؛ خطوط هوایی، هتل‎ها، پارک‎های موضوعی و تفریحگاه‎های گردشگری نیز مانند مقاصد عمل می‎کنند، سعی دارند تصویری از یک مقصد شکل دهند و آن را در مجموعه‎ی بر انگیخته شده‎ی گردشگر بالقوه، یا فهرست کوتاه مقصد، جای دهند تا در نهایت منجر به تصمیم خرید شود. هویت محصول گردشگری و اوقات فراغت، صرف نظر از نوع محصول، سیمای عمومی آن است که ناشی از نحوه‎ی بازاریابی محصولات است؛ از این رو، از اهمیت تبلیغات در بازاریابی گردشگری و اوقات فراغت نباید غافل شد. (Morgan & Pritchard, 2000)
رویکردی که درایجاد آگاهی و تصویر مقصد اتخاذ می‎شود، در رقابت و جذابیت نهایی مقصد سرنوشت‎ساز می‎باشد. برندسازی مقصد مانند محرکی برای ایجاد و تجلی یک مقصد به عنوان محصولی مهم برای مسافرین عمل می‎کند. و هنگامی که با رسانه‎ی مناسب درآمیخته شود، می‎تواند پیام‎های تبلیغاتی مقصد را از طریق پیام‎رسانان ماهر در دستیابی به مخاطبین مناسب در محیط‎های مناسب و در زمان مناسب، انتقال دهد.
بنابراین یکی از مسایل بسیار مهم در قلمرو تبلیغات، ارزیابی تبلیغات است. ارزیابی تبلیغات، یکی از مراحل اصلی در چرخه‎ی تبلیغات می‎باشد و اثربخشی تبلیغات انجام‎شده را اندازه‎گیری می‎کند. ارزیابی در تبلیغات بسیار حایز اهمیت است، نه تنها بدین دلیل که آن چه را یک فعالیت تبلیغاتی به دست آورده، تعیین می‎کند بلکه به خاطر این که ارزیابی تبلیغات، رهنمود‎هایی را نیز در مورد چگونگی بهبود و توسعه‎ی فعالیت‎های تبلیغاتی آتی فراهم می‎کند. (Morgan & Pritchard, 2000)
تبلیغات موجودیتی از مفاهیم است که می‎توان از آن برای عرضه محصولات در بازار، البته بر مبنای برقراری ارتباط با مشتریان، استفاده نمود. این مفهوم در اصل دارای دو حوزه است. حوزه اول، بازاریابی است که هدفش ایجاد، برقراری ارتباط و رساندن ارزش به مشتری است. حوزه دوم، ارتباطات است که فرآیند ایجاد یک عقیده و نظر واحد بین یک فرستنده و یک گیرنده است و یا به تعبیری دیگر، فرآیند تسهیم مفاهیم بین افراد است. تئوری‎های بازاریابی و ارتباطات از یک ریشه هستند و یکدیگر را تقویت می‎کنند. در هم آمیختن بازاریابی و ارتباطات باعث به وجود آمدن حوزه ارتباطات بازاریابی شده‎است که توضیح آن می‎آید. (سلیمانی، 1390)
از تبلیغات تعاریف زیادی وجود دارد. تعاریف تبلیغات بر اساس دیدگاه مطالعاتی محققان صورت گرفته است و از این روی نمی‎توان بهترین تعریف را از میان تعاریف موجود انتخاب نمود. برای شناسایی تعاریفی که مورد نظر بیشتر محققان است یک تحلیل محتوا صورت گرفت و به نظر می‎رسد این دو تعریف ارایه‎شده بیشترین انطباق را با تبلیغات اینترنتی داشته باشد. تعریف اول توسط ریچاردز و کارون در سال 2002 ارایه شده‎است که تبلیغات را به این صورت معرفی می‎نماید: "تبلیغات، ارتباطات غیر شخصی صورت گرفته از یک اداره‎کننده معلوم با استفاده از رسانه‎های جمعی به جهت ترغیب یا متاثر نمود یک مشتری است". اما تعریف دوم از تبلیغات به وسیله تیزون در سال 2007 به این شرح بیان شده‎است که: "تبلیغات، روشی از بازاریابی است که درباره محصولات، خدمات، و کسب و کار اطلاع دهی می‎نماید. هدف از تبلیغ را می‎توان در اصل ساخت یک تصویر از محصول و تهییج مشتریان بالقوه برای خرید خلاصه نمود". بدین ترتیب، تبلیغات جزئی از یک خط مشی ارتباطی سازمان در درون آمیخته بازاریابی‎اش می‎باشد. و تصمیم گیری درباره این که چه نوع روش تبلیغی برای معرفی محصول اتخاذ شود در این حوزه صورت می‎پذیرد. (حنفی‎زاده، 1388، ص 13)
اوگیلوی نیز تبلیغات را این گونه تعریف می‎کند: تبلیغات: پرداخت برای ارتباطات غیر شخصی با یک اسپانسر مشخص که از ابزار ارتباط جمعی برای قانع کردن و تاثیر گذاری استفاده می‎کند. (Ogilvy, 2002)
تبلیغات، عملکرد‎های هدفمند و منظمی است که افراد ار راه تلقین، برای نظارت بر نگرش فرد یا افرادی دیگر انجام می‎دهند (آتش پور و جنتیان، 1382). عمل تبلیغ، فعالیتی استراتژیک است که می‎تواند یک بنگاه اقتصادی را به بعضی از اهداف بازاریابی خود از جمله سود، افزایش فروش، جلب آگاهی، توجه و علاقه مشتری برساند. تبلیغ از نظر رقابتی، هشداری به تولیدکننده برای بهبود و حفظ مداوم مرغوبیت کالا وخدمات او می‎باشد. با تبلیغ در دراز مدت ثروتی نامرئی برای تولیدکننده به وجود می‎آید. این ثروت، پشتوانه‎ای مهم برای فعالیت او قلمداد می‎شود. تکرار نام محصول و شرکت و علامت تجاری آن، سبب شناسایی، شهرت و پذیرش عمومی وسیع تری می‎گردد. در کتب و متون مختلف تعاریف متعددی از تبلیغات آمده است. برخی از این تعاریف عبارتند از: هر نوع ارتباطی که در آن فرد با شرکتی با پرداخت هزینه برای معرفی پیام، از طریق رسانه‎های مختلف ارایه اطلاعات و اقناع مخاطبینی خاص صورت می‎گیرد و هر نوع مطلب اعلامیه یا اطلاعیه تجاری برای جلب توجه مردم یا افکار عمومی که از طریق رسانه‎ها منتشر و در آن، کالا، خدمات و یا مراجعه به موسسه‎ای توصیه می‎شود، یا گاه نیاز به کالا یا خدمات اعلام می‎شود، محصول تبلیغات است. تبلیغ در مفهوم عام آن به معنای رساندن پیام به دیگران از طریق برقراری ارتباط به منظور ایجاد تغییر و دگرگونی در دانش، نگرش و رفتار مخاطبان است که بر سه عنصر گیرنده پیام (مخاطب)، پیام‎دهنده (رسانه) و محتوای پیام مبتنی است. در تبلیغات، صرف رساندن یک ایده پایان کار نیست، بلکه اقناع یا ترغیب در جهت دستیابی به هدف خاصی نیز مد نظر قرار دارد (پورکریمی، 1381).
تبلیغات فرایند روشمند ارایه اطلاعات مناسب در مورد کالا‎ها و خدمات به مشتریان و ترغیب و متقاعد کردن موثر مصرف‎کنندگان به خرید کالا‎ها و خدمات می‎باشد. در تعریفی دیگر تبلیغات را ارایه فکری سازنده در مورد کالا یا خدمات دانسته‎اند که این کار‎ها از طریق و به سرپرستی یا نظارت سازمان‎های دیگر انجام می‎شود. بدیهی است که باید در این راه پولی پرداخت نمود و ارایه این آگهی‎های بازرگانی جنبه غیر شخصی دارد (کاتلر و آرم استرانگ، 1383).
تبلیغات به عنوان یک حوزه علمی در مطالعات دانشگاهی سهمی شبیه به بازاریابی دارد و از زیرمجموعه‎های این رشته به حساب می‎آید. علم و رویکرد تبلیغات بیشتر یک حوزه مصرفی است که از ایده‎ها و تئوری‎های دیگر رشته‎های علمی مانند زبان شناسی، ادبیات، روانشناسی، جامعه شناسی، اقتصاد و رشته‎هایی مانند این، برای رسیدن به هدفش استفاده می‎نماید. در تبلیغات، روش‎هایی همچون انسان شناسی، مدل سازی‎های کمی و پژوهش‎های زمینه یاب شکل می‎گیرد تا اطمینان حاصل شود درک همه جانبه‎ای از پدیده تبلیغات صورت گرفته است. بنا به تغییر زیبای آقای مکینس ، از طریق رویکرد‎های چند روشه و نظریه‎های چندگانه، انسان‎ها (به عنوان یک نابینا در تاریکی) درباره فیل مشهور به تبلیغات آگاهی کسب کنند. (حنفی‎زاده، 1388)
2-2-2- تاریخچه شکل گیری تبلیغاتسابقه تبلیغات به زمان‎های بسیار دور باز می‎گردد. باستان شناسان در سرزمین‎های اطراف مدیترانه آثاری یافته‎اند که نشان‎دهنده تبلیغات برای تماشای جنگ گلادیاتور‎ها بوده است. اولین ردپا‎های واژه تبلیغ را می‎توان در فرهنگ لغت آکسفورد منتشر‎شده در سال 1582م. جستجو کرد. این واژه مفهوم اعلامیه درج‎شده در روزنامه را می‎رساند که برای درج آن می‎بایست هزینه‎ای پرداخت می‎شد. با اختراع صنعت چاپ در سال 1454م.، انقلاب عظیمی در تبلیغات چاپی ایجاد شد و زمینه توسعه تبلیغات فراهم آمد. نخستین استفاده ثبت‎شده تبلیغات یا پروپاگاندا به سال 1622م. هنگامی که پاپ گرگوری پانزدهم مجمع مقدس تبلیغات ایمان را تاسیس کرد، باز می‎گردد. معنای کلمه پروپاگاندا امروزه تلقین یا نفوذ جمعی از راه دستکاری نماد‎ها و روان شناسی فرد تکامل یافته است. پروپاگاندا انتقال نظریه‎ای با هدف نهایی پذیرش داوطلبانه دریافت‎کننده است، به گونه‎ای که شخص آن را نظر خویش تلقی کند. (محمدیان، 1388)
مهمترین رویداد‎های صنعت تبلیغات که پیش از قرن بیستم میلادی رخ داده‎اند عبارتند از:
1440؛ اختراع ماشین چاپ با حروف متحرک توسط یوهان گوتنبرگ
1665؛ معرفی واژه تبلیغات
1704؛ انتشار اولین آگهی روزنامه‎ای در روزنامه بوستون نیوزلتر
1729؛ انتشار نشریه پنسیلوانیا توسط بنیامین فرانکلین در فیلادلفیا که حاوی صفحاتی تبلیغاتی بود
1742؛ انتشار اولین مجله تبلیغاتی توسط بنیامین فرانکلین
1843؛ تاسیس اولین شرکت تبلیغاتی در فیلادلفیا توسط والنی پالمر
1868؛ تاسیس شرکت ان. دبلیو. آیر با سرمایه 250 دلار توسط فرانسیس وایلند آیر با اجرای اولین سیستم کارمزدی
1873؛ تاسیس اولین انجمن شرکت‎های تبلیغاتی در نیویورک
1886؛ معرفی شعار تبلیغات مستمر ضامن موفقیت شما توسط شرکت ان. دبلیو. آیر که گام مهمی در ارتقای تبلیغات داشت
1887؛ شکل گیری انجمن ناشران تبلیغات آمریکا
1891؛ تاسیس شرکت تبلیغاتی جورج و باتن
1899؛ شکل گیری انجمن ملی موسسات تبلیغاتی امریکا
عصر نوین تبلیغات از 1843 در فیلادلفیا، هنگامی که مرد جوانی به نام ولنی پالمر نخستین موسسه تبلیغاتی را گشود، آغاز شد. این بنگاه در مقایسه با استاندارد‎های امروزی بسیار ابتدایی بود و فقط واسطه‎ی مشتری و ناشر برای درج آگهی در روزنامه‎ها بود. نخستین آگهی تبلیغاتی، پیامی درباره آپارتمان‎هایی در لانگ اسلند بود که در اواخر 1922 از رادیو پخش شد. آگهی‎های تلویزیونی، کار خود را به گونه جدی بعد از پایان جنگ جهانی دوم آغاز کردند. (فطوره‎چی، 1388)
در تقسیم‎بندی دیگر به طور خلاصه می‎توان تاریخ تبلیغات را به سه برهه طولانی تقسم کرد:
دوران ما قبل بازاریابی
از زمان آغاز مبادله کالا بین افراد از دوران ماقبل تاریخ تا اواسط قرن هیجدهم، خریداران و فروشندگان به شکل بسیار ابتدایی با هم ارتباط برقرار می‎کردند. در اغلب این دوران رسانه‎هایی نظیر لوح‎های ساخته‎شده از خاک رس، جارچی‎های شهر،علایم موجود در اماکن عمومی و قهوه خانه‎ها، بهترین وسایل برای ایجاد ارتباط جهت کالا‎ها یا خدمات بودند. در اواخر این دوران بود که صنعت چاپ، آن هم در ابتدایی ترین شکل آن پا به عرصه وجود گذاشت.
دوران ارتباطات انبوه
از سال 1700 تا دهه‎های اول قرن بیستم، تبلیغ کنندگان به سختی می‎توانستند به بخش‎های بزرگی از بازار دست یابند که این کار نخست با استفاده از مطبوعات سریعتر و سپس با استفاده از رسانه‎های صوتی و تصویری میسر می‎شد.
دوران پژوهش
در خلال 50 سال گذشته، کارشناسان تبلیغ به شکل نظام مند تکنیک‎های شناسایی و رسیدن به مخاطب را با استفاده از پیام‎هایی که به طور خاص برایش تنظیم شده‎است، بهبود بخشیده و مورد استفاده قرار داده‎اند. تکنولوژی جدید ارتباطی، رسیدن به فضای بهینه تبلیغاتی را آسان تر کرده است. امروزه بهترین رخداد در تبلیغات قرن اخیر، ایجاد حس مسولیت پذیری در میان کارشناسان تبلیغات است که بسیاری از فعالیت‎های تبلیغات که در یک قرن پیش مرسوم بود را نفی می‎کنند. کارشناسان تبلیغات امروزه به شدت در زیر ذره بین جامعه قرار داشته و دریافته‎اند که کلید موفقیت در تبلیغات، جلب اعتماد مردم است (Russell, 1999).
2-2-2-1- تاریخچه شکل گیری تبلیغات در ایرانسابقه تبلیغات در ایران به عهد قاجار بر می‎گردد. در عهد قاجار، آگهی حداقل سه نام داشته است؛ ابتدا اعلام نامه، سپس اشتهار نامه که مورد قبول عام قرار نگرفت و نهایتا اعلان که به دنبال تشکیل فرهنگستان ایران در سال 1314، واژه آگاهی جایگزین اعلام شد. اما به دلیل استفاده کلمه آگاهی در تامینات اداره کل شهربانی، به کلیه وزارتخانه‎ها دستور داده‎شده از استعمال کلمه آگاهی به جای اعلان خودداری نمایند. نهایتا به دستور نخست وزیر وقت، آگهی به جای آگاهی تعیین گردید. نخستین آگهی که در مطبوعات عهد ناصری درج شد، به سفارش یک تاجر فرنگی به نام «موسیو روجیاری» است که در شماره ششم وقایع اتفاقیه مندرج است. اولین قیمت‎گذار آگهی در ایران دیوان اعلی بوده است. ضمن آن که در سال 1316، اولین شرکت تبلیغاتی ایران با عنوان کانون آگهی زیبا راه‎اندازی شد و تا سال 1382، این تعداد فقط در تهران متجاوز از 860 شرکت تبلیغاتی بوده است. (محمدیان، 1388)
2-2-3- برنامه تبلیغاتی78105122428000برای تهیه یک برنامه تبلیغاتی، مدیریت بازاریابی معمولا باید در مورد پنج مورد مهم تصمیم بگیرد. الگوی معروفی که مورد استفاده قرار می‎گیرد، M5 می‎باشد که متشکل از 5 کلمه است که اولین حرف انگلیسی آن‎ها، حرف M می‎باشد. این 5 مورد یا به بیان بهتر 5 مرحله عبارتند از هدف، پول، پیام، رسانه و ارزیابی تبلیغ. در شکل زیر می‎توانید الگوی M5 را مشاهده کنید. (محمدیان، 1388)
781051938020شکل 2-3 الگوی M5: پنج تصمیم اساسی در تبلیغ (محمدیان، 1388)شکل 2-3 الگوی M5: پنج تصمیم اساسی در تبلیغ (محمدیان، 1388)
اکنون به توضیح مختصری از گام‎هاي اصلي فرآيند ساخت تبليغ می‎پردازیم.
2-2-3-1- اهداف تبليغ تعیین هدف تبلیغ و یا رسالت آن، اولین گام در ساخت یک برنامه تبلیغاتی می‎باشد. در اين مرحله، بايد مشخص شود که بنگاه در پي دستيابي به چه چيزي است. (محمدیان، 1388)
هر محصولی با توجه به چرخه عمر خود، نیازمند اهداف تبلیغاتی متفاوتی است. این اهداف را به شرح زیر می‎باشند.
الف) اهداف اطلاع‎رسانی
این اهداف برای ایجاد تقاضای اولیه در مراحل اولیه عمر کالا و خدمات جهت معرفی و اطلاع‎رسانی به کار می‎روند به منظور:
آگاه کردن مشتری از محصول جدید
پیشنهاد استفاده جدید از محصول
آگاه کردن بازار از تغییر قیمت (موارد استفاده جدید یک کالا)
آگاه کردن مشتری از قیمت‎های جدید محصول
آگاهی به مشتری درباره طرز کار محصول
توصیف و تشریح خدمات موجود برای محصول
تصحیح برداشت‎های غلط مشتریان
کاهش ترس و اضطراب مشتریان
ایجاد تصویر مناسب برای شرکت
ب) اهداف ترغیبی (ترجیحی)
به تدریج با افزایش رقابت برای ایجاد تقاضای انتخابی از اهداف ترغیبی ذیل استفاده می‎کنیم.
ایجاد ترجیحات نسبت به محصولات و خدمات شرکت در نزد مشتریان
تشویق و ترغیب مشتری برای خرید محصولات شرکت به جای رقبا
تغییر و تصحیح ادراک مشتری نسبت به ویژگی‎های محصول
تشویق مشتری برای اتخاذ تصمیمات فوری در خرید محصول
تشویق مشتری برای برقراری تماس تلفنی با بخش فروش و بازاریابی شرکت
ج) اهداف یادآوری
وقتی محصول مراحل بلوغ خود را طی می‎کند به منظور فکر کردن مداوم مصرف‎کنندگان به آن کالا و خدمات به کار می‎رود به منظور:
یادآوری کردن به مشتری نسبت به این که ممکن است محصول و خدمات در آینده مورد نیاز باشد
یادآوری کردن به مشتری نسبت به این که محصولات و خدمات را باید از کجا خریداری کند
یادآوری کردن محصول در ذهن مشتری در زمانی که محصول خارج از فصل استفاده باشد
حفظ و نگهداری جایگاه محصول در ذهن مشتری. (کاتلر و آرمسترانگ، 2000)
2-2-3-2- بودجه‎بندی تبلیغدومین M که دربحث تبلیغ مورد بررسی قرار می‎گیرد، پول تخصیص یافته یا بودجه است. تصمیم در مورد این که چه مبلغی را برای تبلیغ تخصیص دهیم یک تصمیم دشوار، مهم و در عین حال تجاری است. علت اهمیت فوق العاده آن، این است که می‎توان گفت بودجه تبلیغات، تمامی فعالیت‎های تبلیغاتی را تحت الشعاع خود قرار می‎دهد و در مقیاس وسیعتر می‎توان گفت که بر فعالیت‎های ارتباطی بازاریابی نیز تاثیر بسزایی دارد. در ساده ترین شکل می‎توان اظهار داشت صرف مبلغ کم بر روی تبلیغات منجر می‎شود که شرکت، بخشی از مخاطبان و مشتریان خود را که ممکن است خریدار محصولش باشند، از دست بدهد و آن‎ها را از محصول، یا هدف تبلیغاتی، بی خبر بگذارد و یا برعکس، صرف مبلغ هنگفت بر روی تبلیغات- بیش از آن چه باید صرف شود- موجب می‎شود که سود شرکت تقلیل یابد و برخی از مبالغ کسب‎شده شرکت به هدر رود. از این رو دقت در تنظیم و تدوین بودجه‎ای مناسب برای امور تبلیغاتی حایز اهمیت فراوانی است که باید به شکل نظام مند و با مطالعه انجام گیرد. (محمدیان، 1388)
متخصصان بازاریابی و تبلیغات چند روش عمده را برای تعیین بودجه برای تبلیغات مورد مطالعه قرار داده‎اند که در زیر آورده شده‎اند.
روش در حد استطاعت
روش درصدی از فروش
روش برابری با رقبا
روش رتبه بندی
روش هدف و انجام کار
دقت سه روش اول نسبتا پایین، دقت روش چهارم میانه، و دقت روش پنجم بالاست و توصیه می‎شود که جهت تخصیص بوجه برای تبلیغات بیشتر از این روش اخیر بهره گیری شود. (محمدیان، 1388)
2-2-3-3- پیام تبلیغپس از این که مشخص شد هدف از تبلیغی که قصد شروع آن را داریم چیست و با ارایه آن چه منظوری را دنبال می‎کنیم و بعد از این که تعیین کردیم چه مقدار بودجه برای تبلیغ در اختیار داریم و بودجه با تمام آن تفاصیلی که گفته شد تعیین گردید، نوبت به دو M دیگر یعنی پیام و رسانه می‎رسد. پیام و رسانه دو موضوع مجزای از هم نیستند و تصمیم گیری در مورد آن‎ها کاملا به یکدیگر وابسته است.
اولین قدم برای تهیه آگهی جمع آوری اطلاعات لازم برای نوشتن متن آگهی است. از این رو در این مرحله این سوال پیش می‎آید که چه نوع اطلاعاتی را نویسنده آگهی باید جستجو کند، پاسخ این سوال بستگی به نوع کالایی که آگهی می‎شود و همچنین نوع خود آگهی دارد. فرد معمولا باید ابتدا آگاهی یابد که این کالا چه عملی برای کسانی که می‎خرند انجام می‎دهد. او باید اطلاعاتی درباره کسانی که محصول را می‎خرند و یا امید می‎رود آن را مصرف‎کنند پیدا نماید. آیا آن‎ها بانوان هستند یا آقایان؟ آیا خانم‎های خانه دار هستند یا بانوان کارمند؟ کسانی که ممکن است مشتری شوند از طبقه ثروتمندان، متوسط و یا کسان که درآمد مختصر دارند، می‎باشند؟ چطور جنس را می‎خرند؟ به طور مرتب می‎خرند؟ به طور تصادفی می‎خرند؟ و یا بعد از فکر و نقشه می‎خرند؟ (محمدیان، 1388)
2-2-3-4- انتخاب رسانهرسانه‎های مختلف به دلیل تاثیرات منحصر به فردی که بر روی مخاطب می‎گذارد، واکنش‎های متفاوتی را نیز منجر می‎گردد. مهمترین تمایزی که بین انواع گوناگون رسانه می‎توانیم قایل شویم تمایز بین رسانه‎های پخشی (رادیو و تلویزیون) و رسانه‎های چاپی (روزنامه و مجله‎ها) است. برای انتقال نماد‎ها و تصورات، رسانه‎های پخشی نظیر رادیو و تلویزیون مناسب تر به نظر می‎رسد، اما در ارایه اطلاعات تفصیلی و دقیق این دو رسانه به اندازه رسانه‎های چاپی مناسب نیستند. بنابراین می‎توان این گونه نتیجه گیری کرد که برای ایجاد یک فضا و روحیه در مخاطب و یا به وجود آوردن یک احساس مثبت، تلویزیون اثربخش تر به نظر می‎رسد. این در حالی است که برای ارایه اطلاعات دقیق و تفصیلی تر، رسانه‎های چاپی مناسب تر است. (محمدیان، 1388)
مهمترین گام‎ها برای انتخاب رسانه عبارت است از:
تعیین سطح پوشش، فراوانی رویت پیام و نحوه تاثیر
انتخاب در میان انواع رسانه‎های مختلف عمده
انتخاب وسیله خاص ناقل پیام
تصمیم درباره زمان‎بندی رسانه
متاسفانه از آن جایی که ساخت بسیاری از تبلیغات تلویزیونی و رادیویی کشور ما زیر نظر متخصصان بازاریابی انجام نمی‎گیرد، از این رو استراتژی تبلیغات شرکت‎ها که در تمامی شرکت‎های معتبر دنیا در راستای استراتژی‎های بازاریابی شرکت است، در کشور ما هم جهت با استراتژی‎های بازاریابی نیست و در ساخت پیام‎های تبلیغاتی هیچ گونه توجهی به استراتژی بازاریابی شرکت نمی‎شود. این موضوع موجب ملال آور شدن تبلیغات و نیز مبهم و نارسا بودن بسیاری از آن‎ها شده‎است و بدیهی است که در برابر تعداد روزافزون یک چنین تبلیغاتی، واکنش مثبت و مناسب از سوی مخاطبان را نباید انتظار داشت. (محمدیان، 1388)
2-2-3-5- ارزیابی تبلیغاز آن جایی که این تحقیق در مبحث ارزیابی تبلیغات جای می‎گیرد، بهتر است این مبحث را به طور مفصل مورد بررسی قرار دهیم؛ از این رو، عنوانی مجزا برای این مبحث در نظر گرفته ایم که در ادامه به بررسی آن پرداخته ایم.
2-2-4- رسانه‎های (ابزار) تبلیغاتییک برنامه رسانه ای راهی است برای رساندن پیام به بازار. هدف اصلی این برنامه دستیابی به یک رسانه برای برقراری ارتباط با مشتری است و این ارتباط باید با کمترین هزینه و بیشترین اثربخشی صورت پذیرد. (Belch & Belch, 2002)
تبلیغات در واقع ارتباطی است بین مشتری (یا افراد جامعه) و تبلیغ‎کننده که نماینده معرفی کالا، خدمات، ایده و... است. برای ایجاد یک ارتباط، وجود رسانه یا کانال امری لازم است. در امر تبلیغات چاپی نیز تعدادی رسانه یا ابزار تبلیغات وجود دارد.
در این بخش مهمترین رسانه‎های تبلیغاتی را به طور اختصار توضیح می‎دهیم.
2-2-4-1- تلویزیونتبلیغات تلویزیونی امکان دست یابی به تعداد زیادی بیننده را برای ما فراهم می‎کند، همه افراد صرف نظر از سن، جنس، درآمد و ملیت به تلویزیون نگاه می‎کنند. طبق تحقیقات 270 میلیون نفر جمعیت در سال 2002 در آمریکا زندگی می‎کنند و حدود 7/106 میلیون تلویزیون در این کشور وجود داشته است.
مزایای تبلیغات تلویزیونی:
آفریننده و اثرگذاری؛ به خاطر وجود تصویر و صدا به طور همزمان در این رسانه می‎توان با ایجاد صحنه‎های عاطفی، عجیب، خانوادگی و... بر بینندگان اثرگذاری خوبی داشت.
پوشش بالا و هزینه‎های کارگر
جلب توجه زیاد

*21

2-4-1- پلیمر شدن شیمیایی ..................................................................................................................... 12
2-4-2- پلیمر شدن الکتروشیمیایی ............................................................................................................13
2-5 رسانایی پلیمرهای رسانا ............................................................................................................................ 14
2-5-1- نظریه نوار .......................................................................................................................................... 16
2-5-2- مکانیزم رسانایی پلیمرهای رسانا ................................................................................................. 19
2-6-كاربردها .........................................................................................................................................................20
2-6-1- باتریهای با قابلیت شارژ مجدد ................................................................................................... 21
2-6-2- وسایل الکتروکرومیک .................................................................................................................... 21
2-6-3- کاربردهای پزشکی .......................................................................................................................... 21
2-6-4-حسگرها .............................................................................................................................................. 21
2-6-5- الکترودهای پلیمری ........................................................................................................................ 21
2-6-6- انواع مواد هوشمند .......................................................................................................................... 22
2-7-معايب ومزايا .................................................................................................................................................22
فصل سوم : پلي(آلکیلتيوفن)
3-1-تيوفن .............................................................................................................................................................24
3-2-پليتيوفن .......................................................................................................................................................25
3-3- پیکربندی پلیآلکیلتیوفنها .................................................................................................................. 25
3-4-مكانيزم الكتروپليمر شدن ..........................................................................................................................27
3-4-1- روش شیمیایی ..................................................................................................................................27
3-4-1-1- روش مککالو............................................................................................................................... 28
3-4-1-2- روش ریک......................................................................................................................................28
3-4-1-3- روش پلیمر شدن اکسایشی ..................................................................................................... 29
3-4-2- روش الکتروشیمیایی .......................................................................................................................30
3-4- 2- 1- مکانیزم الکتروپلیمر شدن .................................................................................................. 31
3- 4- 2- 2- اثر عوامل مختلف بر الکتروپلیمرشدن تیوفن ................................................................33
فصل چهارم: روشهای محاسباتی
4-1 –شیمی محاسباتی ..................................................................................................................................... 36
4-2-روشهای آغازین ........................................................................................................................................ 37
تقریب بورن اوپنهایمر ......................................................................................................................................... 37
تقریب LCAO .....................................................................................................................................................38
تقریب هارتری – فاک ......................................................................................................................................... 38
روش میدان خود سازگار ................................................................................................................................... 38
برهمکنش آرایشی .............................................................................................................................................. 40
افزودن توابع قطبش پذیر ................................................................................................................................... 49
افزودن توابع پخشی ............................................................................................................................................. 50
4--3 نظریه تابعی چگالی .................................................................................................................................. 41
4-4-مجموعه پایه ............................................................................................................................................... 45
4-5- نرمافزارها .................................................................................................................................................... 50
4-5-1- هایپرکم ............................................................................................................................................. 51
4-5-2- گوسویو ............................................................................................................................................ 51
4-5-3- گوسین ................................................................................................................................................52
فصل پنجم : محاسبات و نتايج
5-1-بهينه سازي هندسه مولکولها ................................................................................................................ 54
5-2-محاسبات مونومرها .................................................................................................................................... 56
5-3- محاسبات الیگومرها .................................................................................................................................. 60
5-3-1- محاسبات ساختاری.......................................................................................................................62
5-3-2- محاسبات چگالی بار الکتریکی و چگالی اسپین ........................................................................69
5-3-3- محاسبات الکترونی ...........................................................................................................................70
فصل ششم: بحث و نتیجهگیری
6-1- بررسی مونومرها ........................................................................................................................................ 74
6-2-بررسی الیگومرها ........................................................................................................................................ 81
6-2-1- آنالیز ساختاری...................................................................................................................................83
6-2-2- توزیع بار و چگالی اسپین.................................................................................................................90
6-2-3- خواص الکترونی..................................................................................................................................93
آیندهنگری .............................................................................................................................................................. 99
منابع .....................................................................................................................................................................101
فهرست شکلها
(2-1) الف: سيس-پلياستيلن، ب: ترانس- پلياستيلن ...................................................................................7
(2-2) اثر غلظت تقويت کننده بر رسانایی پلیمر ...........................................................................................11
(2-3) مقايسه رسانايي مواد مختلف .................................................................................................................15
(2-4)رسانايي پليمرهاي رساناي مختلف با مس مقايسه شده است ......................................................... 16
(2-5) نوارهاي انرژي در رساناها، نيمهرساناها و نارساناها .......................................................................... 17
(2-6) تغييرات زنجير پليمر در اثر تقويت .......................................................................................................18
(2-7) در اثر تقويت شكاف نواري باريكتر ميشود .......................................................................................19
(2-8) ايجاد نوارهاي حد واسط در شكاف نواري پليمرها ........................................................................... 20
(3-1) انواع دیمرهای احتمالی .......................................................................................................................... 26
(3-2) انواع آرایش تریمرها در تشکیل تری(آلکیلتیوفن)......................................................................... 26
(3-3) مکانیزم تولید پلی(آلکیلتیوفن).............................................................................................................28
(3-4) مکانیزم تولید پلی(آلکیلتیوفن) ............................................................................................................29
(3-5)مکانیزم روش پلیمر شدن اکسایشی در تولید پلی(آلکیلتیوفن) ................................................... 30
(5-1) نمایش و نامگذاری ایزومرهای 3- بوتیلتیوفن ..................................................................................54
(5-2) نمایش نامگذاری 3-آلکیلتیوفن ...........................................................................................................56
(5-3) نامگذاری شده هگزا آلکیلتیوفن ...........................................................................................................62
(5-4) نامگذاری پیوندهای تریمر 3-آلکیلتیوفن............................................................................................67
(6-1) نمایش طول پیوندهای استخلاف حلقه (R48) در مونومرهای3- آلکیلتیوفن در سطحB3LYP/6-31G** ....................................................................................................................................75
(6-2) نمایش تغییرات بار الکتریکی در موقعیت اتم (´α) C3 و اتم (α) C2 رادیکال کاتیون مونومرهای 3- آلکیلتیوفن در سطح B3LYP/6-31G**. ............................................................................................77
(6-3) نمایش شکاف نواری مونومرهای 3-آلکیل تیوفن در سطح HF/6-31G**..............................78
(6-4) نمایش تغییرات پتانسیل یونش مونومرهای 3-آلکیلتیوفن در سطح B3LYP/6-31G**...79
(6-5) ساختار تریمر 3 - متیل تیوفن (الف) رادیکال کاتیون (ب) الیگومر خنثی.................................81
(6-6) اندازه طول پیوندهای مزدوج در دیمرهای تیوفن، 3- متیلتیوفن، 3 – اتیلتیوفن و 3- پروپیلتیوفن.............................................................................................................................................................84
(6-7) اندازه طول پیوندهای مزدوج در تریمرهای تیوفن ، 3- متیلتیوفن، 3 – اتیلتیوفن، و 3- پروپیلتیوفن.............................................................................................................................................................85
(6-8) اندازه طول پیوندهای مزدوج در تترامرهای تیوفن، 3- متیلتیوفن،3 – اتیلتیوفن، و 3- پروپیلتیوفن.............................................................................................................................................................86
(6-9) اندازه طول پیوندهای مزدوج در پنتامرهای تیوفن ،3- متیلتیوفن، 3 – اتیلتیوفن و 3 – پروپیلتیوفن.............................................................................................................................................................87
(6-10 ) اندازه طول پیوندهای مزدوج در هگزامرهای تیوفن ، 3- متیلتیوفن،3 – اتیلتیوفن و 3 – پروپیلتیوفن.............................................................................................................................................................89
(6- 11) نمایش تغییرات بار الکتریکی اتم C1 بر اساس افزایش طول زنجیر در الیگومرهای3 - آلکیل تیوفن ........................................................................................................................................................................92
(6-12) نمایش تغییرات شکاف نواری الیگومرها برحسب افزایش طول زنجیر الیگومر در سطح B3LYP/6-31G** .............................................................................................................................................96
(6-13) نمایش تغییرات IP الیگومرهای 3- آلکیلتیوفن در سطح B3LYP/6-31G** .................98
فهرست جداول
(4-1) نام، نوع و مخفف تعدادی از روشهای نظریه تابعی چگالی..............................................................45
(5-1) مقایسه خواص ایزومرهای بوتیلتیوفن..................................................................................................55
(5-2) مقایسه خواص ایزومرهای بوتیلتیوفن ...............................................................................................55
(5-3) برخی از پارامترهای ساختاری مونومرها در سطحB3LYP/6-31G** ...................................... 57
جدول 5-4- بار الکتربکی (چگالی اسپین) 3- آلکیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**. ........... 58
(5-5) انرژیهای اوربیتالی و شکاف نواری در سطح B3LYP/6-31G** ............................................. 59
(5-6) محاسبه انرژی الکترونی 3- آلکیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ...................................60
(5-7) محاسبه انرژیهای الکترونی سه ساختار متفاوت دیمرهای 3- متیلتیوفن.................................61
(5- 8) انرژیهای الکترونی دو ساختار متفاوت تریمرهای- آلکیلتیوفن...................................................61
(5-9) مقادیر طول پیوندهای سیستم مزدوج الیگوتیوفنها در سطحB3LYP/6-31G**....................63
(5-10) مقادیر طول پیوندهای سیستم مزدوج الیگومتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ....................................................................................................................................................................................64
(5-12) مقادیر طول پیوندهای سیستم مزدوج الیگواتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** .....65
(5-13) مقادیر طول پیوندهای سیستم مزدوج الیگوپروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ..66
(5-14) مقادیر زوایای دووجهی در الیگوتیوفنها در سطح B3LYP/6-31** ........................................67
(5-15) مقادیر زوایای دووجهی در الیگومتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31**..............................68
(5-16) مقادیر زوایای دووجهی در الیگواتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31** ................................68
(5-16) مقادیر زوایای دووجهی در الیگوپروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31** ...........................68
(5-17)مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو تیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ..................69
(5-18) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو متیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** .......69
(5-19) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو اتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** .........70
(5-20) مقادیر بار الکتریکی (چگالی اسپین) الیگو پروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**.....70
(5-21) انرژی اوربیتالهای پیشانی الیگو تیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** .................................71
(5-22) انرژی اوربیتالهای پیشانی الیگو متیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ........................71
(5-23) انرژی اوربیتالهای پیشانی الیگو اتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** .........................71
(5-24) انرژی اوربیتالهای پیشانی الیگو پروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**......................72
(5-25) انرژی الکترونی الیگوتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**.........................................................72
(5-26) انرژی الکترونی الیگومتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**................................................72
(5-27) انرژی الکترونی الیگواتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G** ................................................73
(5-28) انرژی الکترونی الیگوپروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**..............................................73
(6-1) مقایسه شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای مونومرهای 3- آلکیلتیوفن در سطح B3LYP/6-31G**...............................................................................................................................................77
(6-2) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگوتیوفنها در سطحB3LYP/6-31G** ....................................................................................................................................................................................94
(6-3) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگومتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**......................................................................................................................................................................94
(6-4) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگواتیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**......................................................................................................................................................................95
(6-5) شکاف نواری و پتانسیل یونش محاسبه شده برای الیگوپروپیلتیوفنها در سطح B3LYP/6-31G**
فصل اول
مقدمه

پليمرها مولكولهاي بزرگي هستند كه از واحدهاي تكراري ساده تشكيل شدهاند. اين نام از يك نام يوناني به نام پلي كه به معني چند تا و مر كه به معني قسمت مي باشد مشتق شده است. ماكرومولكول مترادف با پليمر مي باشد پليمرها از مولكولهاي سادهاي به نام مونومر به معني قسمت واحد ساخته شدهاند. اگر تعداد كمي از مونومرها به هم متصل شوند پليمري با وزن مولكولی كم حاصل شده كه اليگومر (كلمه يوناني oligos يعني كم) ناميده مي شود‌ [1].
پليمرها انواع زياد و كاربردهاي بسيار گستردهاي دارند و بسياري از جنبه هاي زندگي ما را پوشش دادهاند. از اين رو علم پليمر به صورت يك علم جذاب درآمده است و محققان فراواني در سرتاسر جهان در مورد روشهاي توليد سادهتر اقتصاديتر و توليد پليمرهاي جديدتر با خواص بهتر و كاربردهاي به روزتر و بهينهتر در تلاش هستند. دستهاي از اين گروه مواد، پليمرهاي مزدوج هستند. يك پليمر مزدوج در زنجير خود پيوندهاي يگانه و دوگانه متناوب دارد و در حقيقت از يك مونومر غيراشباع پديد آمده است. تا حدود 40 سال پيش كسي تصور نميكرد كه يك پليمر يا پلاستيك بتواند رساناي جريان الكتريسته باشد و اساساً پليمرها جزء مواد نارسانا يا عايق اند و حتي به عنوان پوشش هاي عايق الکتریکی كاربرد دارند. اما از اوايل دههی هفتاد ميلادي كه پليمرهاي مزدوج توليد شدند، اين تصورات تغيير كرد. پليمرهاي مزدوج ميتوانند رسانا باشند و الكترونها را در طول زنجير خود جا به جا كنند. اين كشف شگفت انگيز شاخه جديدي را در دانش پليمر به نام پليمرهاي رساناي الكتريكي ايجاد كرده است كه توجه دانشمندان زيادي را به خود جلب كرده است.
اگر چه رسانايي پليمرهاي مزدوج در حد فلزاتي چون نقره، مس و حتي آهن نيست، اما تلفيقي از خواص فلزي (رسانايي) و پليمري، اين مواد را هم از فلزات و هم از پليمرها متمايز و ممتاز كرده است. در حقيقت هر چند اين مواد به عنوان پليمرهاي رسانا شناخته ميشوند اما تنها خاصيت رسانايي آنها نيست كه آنها را مورد توجه قرار داده است. به عنوان مثال گفته ميشود كه هزينه محافظت از خوردگي پل گلدن گيت در سانفرانسيسكو سالانه 27 ميليارد دلار است. چنين هزينههاي گزافي توجه به روشهاي نوين، کمهزينه و كارآمدتر به جاي روشهاي سنتي محافظت از خوردگي را بیشتر كرده است. يكي از اين روشها پوشش دهي فولاد با پلي مرهاي رسانا براي بهبود مقاومت به خوردگي است[2]. پليمرهاي مزدوج مجموعهاي از خواص الكتريكي، خصوصيات پليمري نظير انعطاف پذيري، چگالي كم، بهبود پذيري آسان ساختار و خواص نوري و ديگر ويژگيهاي جالب توجه را دارا هستند[3]. چنين ويژگيهايي است كه محققان را بر آن داشته است كه در جهت رفع برخي عيوب اين مواد نظير حلاليت كم و... و يا بهبود خواص مفيد آنها تلاش گستردهاي انجام دهند. امروزه به دلیل آن که پليمرهاي مزدوج رسانايي قابل ملاحظهاي دارند به آنها فلزات آلي يا فلزات سنتزي گفته ميشود و نقش آنها در صنايع، پزشكي و ساير امور زندگي غير قابل انكار است. اهميت اين مواد تا اندازهاي است كه به آنها مواد قرن بيست و يكم گفته ميشود[4].
پلياستيلن اولين پليمر مزدوجي بود كه رسانايي آن مورد توجه قرار گرفت و تحقيقات درباره آن آغاز شد. پژوهشهايي كه در مورد اين پليمر صورت گرفت نشان داد كه سنتز آن به شكل فيلم پليمري و همچنين تقويت آن با عوامل اكسنده و كاهندهاي چون هالوژنها و تركيباتي مثل FeCl3 I2 , تاثير بسيار زيادي بر افزايش رسانايي اين پليمر دارد. در واقع اين مطلب مشخص گردید كه رسانايي پليمرهاي رسانا ثابت نيست و بسته به شرايط سنتزی و نوع تقويتي كه روي آنها انجام ميگيرد ميتواند متغير باشد. اين رسانايي متغير گستره وسيعي از رسانايي شامل نيمه رساناها تا محدوده فلزاتي مثل مس و آهن را دربر ميگيرد كه امتياز ديگري براي اين دسته از مواد است. پلياستيلن سادهترين پليمر رساناست كه شامل يك زنجير كربني با پيوندهاي يگانه و دوگانه يك در ميان است. بررسيهاي انجام شده روي اين پليمر نشان داده است كه پلي استيلن به رطوبت و هوا حساس است. تلاش براي رفع اين نقص، پژوهشگران را به پلیمرهاي مزدوجي رسانده است كه شامل هترواتمها هستند. همچنین پليپيرول، پليفوران، پليتيوفن و پليآنيلين از اين گروهاند. كاربرد پليهتروسيكل ها از پلياستيلن به عنوان اولين پليمر رسانا فزوني گرفته است. هتروسيكل ها از دو موقعيت خود در حلقه (α و ´α) میتوانند به پليمر تبدیل شوند و موقعيت هاي ديگر (β و ´β) خالي مي ماند. قرار گرفتن استخلاف در برخی موقعيتهاي هتروسيكلها مي تواند هم بر رسانايي آنها موثر باشد و هم بر ساير خواص از جمله حلاليت، استحكام، خواص مكانيكي، خواص نوري و... تاثیر بگذارند زيرا استخلافهاي آلي از لحاظ الكترون دهنده و الكترون كشنده بودن و قدرت و ضعف اين خاصيت متفاوتاند.
اين پديده دريچه جديدي را براي فعاليتها و پژوهشهاي دانشمندان در زمينه پليمرهاي مزدوج باز كرده است؛ فعاليتهايي كه همچنان ادامه دارد. امروزه اثر استخلافهاي گوناگون بر خواص پليمرهاي مزدوج، اثر حلال، اثر نوع و ميزان تقويت كنندهها، روشهاي سنتزي متفاوت، تاثير گونههاي مسدود كننده زنجير پليمري بر پليمرهاي رسانا، زمينهساز تحقيقات وسيع در اين علم شده است.
اين پايان نامه با هدف بررسي اثر استخلاف آلكيل بر ويژگيهاي پلي تيوفن به عنوان يكي از مهمترين و پر كاربردترين پليمرهاي رسانا طراحي شده است. اين پايان نامه يك پژوهش نظري بر روي خواص ساختاري، الكتريكي و الكتروني پلي(3-آلكيل تيوفن) از ديدگاه شيمي كوانتومي است.
ما در این پایاننامه پس از مقدمه اي كه در فصل اول ارائه میشود؛ در فصل دوم به بررسي انواع پليمرهاي رسانا، تاريخچه، تقويت، روشهاي توليد، رسانايي و كاربردها و مزايا و معايب اين مواد مي پردازیم. در فصل سوم بحث اختصاصيتري در مورد پليتيوفن و پلي(آلكيل تيوفن) ويژگيها، پيكربندي و مكانيزم الكترو پليمر شدن و ساير مباحث مربوط به اين ماده بيان خواهد شد. در فصل چهارم با توجه به اينكه روشهاي مكانيك كوانتومي براي تحقيقات عملي اين پروژه به كار گرفته شده است توضيح مختصري در باره روشهاي آغازين و نظريه تابع چگالي، دو روش به كار گرفته شده در محاسبات ارائه ميگردد. فصل پنجم شامل محاسبات بهينهسازي ساختار و خواص مولكولهاي مورد مطالعه است. در فصل ششم به بحث و تحليل نتايج بدست آمده، جمع بندي نهايي و راهبردهاي آينده در مورد پلي(3- آلكيل تيوفن ها) مي پردازیم.
فصل دوم
پلیمرهای رسانا
2-1-تعريف
پليمرهاي رسانا به چهار دسته تقسيمبندي ميشوند كه عبارتند از: پليمرهاي مركب، پليمرهاي رساناي يوني، پليمرهاي اكسايشي و كاهشي، پليمرهاي رساناي الکتریکی.
پليمرهاي مركب
در اين دسته از مواد، يك ماده زمينه غیررسانا توسط يك مادهی رسانا نظیر يك فلز و يا كربن به اشكال مختلف آن مثل پودر، پولك، الياف و... به منظور افزايش رسانايي پر ميشود. شرط رسانايي در اين پليمرها يكنواختي و تماس مواد رسانا با يكديگر در كل زمينهی نارسانا است. از اين پليمرها به عنوان پوششهاي ضد بار ساكن و جايگزين لحيم در خودروها و... استفاده ميشود.
پليمرهاي رساناي يوني
اين پليمرها از نوع پليمرهاي آلي هستند كه در آنها بار الكتريكي توسط يونها منتقل ميشود. پلي(اتيلناكسايد) مثالي از اين دسته پليمرهاست. اين پليمرها در صنعت باتري اهميت دارند.
پليمرهاي اكسايشي و كاهشي
اين پليمرها داراي مراكز فعال الكتريكي ثابت (مراكز اكسنده و كاهنده) هستند و با اينكه اين مراكز با يكديگر در تماس نيستند، الكترونها را با مكانيزم پرش انتقال ميدهند.
پليمرهاي رساناي الكتريكي
اين گروه داراي پيوندهاي يگانه و دوگانه متناوب هستند. اين پيوندهاي متناوب يك شبكه π وسيع و گسترده تشكيل ميدهند. جابهجايي الكترون در اين شبكه π منبع رسانايي است. در پليمرهاي رساناي الكتريكي، رسانايي در يك زنجير پليمري بر اساس ماهيت مزدوج مولكولهاي پليمر و در نتيجه تحرك الكترونهاي π است، در حاليكه در پليمرهاي اكسايشي و كاهشي، اين رسانایي بر اساس مراكز اكسنده و كاهنده ثابت است[5].در بين پليمرهاي رساناي فوقالذکر، دسته چهارم خواص بهتر و كاربردهاي بيشتري دارند و تحقيقات وسيعتري به منظور بهينهسازي خواص وكاربردهاي آنها در مراكز علمي و پژوهشي سراسر جهان صورت گرفته است. در اين تحقيق، منظور از پليمرهاي رسانا، پليمرهاي رساناي الكتريكي يا پليمرهاي مزدوج است.
2-2- تاريخچه
تاريخچهی پليمرهاي رساناي الكتريكي به سال 1862 باز ميگردد. در آن سال لدبای در كالج بيمارستان لندن با اكسايش آندي آنيلين در اسيد سولفوريك ماده رسانايي بدست آورد كه شايد پليآنيلين بوده است. در اوايل دهه 1870، مشخص شد كه پليمر غير آلي قابل انفجار پلينيتريدگوگرد ((SN)x) در دماهاي بسيار پايين Tc = 0.26˚ K يك ابر رساناست. اما مادهاي كه باعث تحقيقات فراوان در اين زمينه شد، پلياستيلن است. در سال 1958 ناتا و همكارانش از پليمر كردن استيلن در هگزان با استفاده از كاتاليزورEt3Al/Ti(Opr)4 (نوعی كاتاليزور زيگلر ناتا ) يك پودر سياه رنگ به شدت بلوري و با ساختار منظم، حساس به هوا، غير قابل ذوب و نامحلول بدست آوردند؛ اين ماده پلي استيلن بود[6].
اين پودر سياه رنگ كه فناوری مناسبي براي بهرهبرداري از آن وجود نداشت به فراموشي سپرده شد. در اوايل دهه 1970 ميلادي شيراكاوا دانشمند ژاپني پلياستيلن را به صورت يك فيلم سياهرنگ بدست آورد. اما آنچه امروزه به عنوان پليمر رسانا شناخته ميشود در اثر يك اتفاق ساده به وجود آمد. ايتو يكي از دانشجويان شيراكاوا در انستيتو تكنولوژي توكيو وقتي ميخواست پلياستيلن تهيه كند در اثر يك اشتباه مقدار كاتاليزور را خيلي بيشتر از حد معمول استفاده كرد و علاوه بر اين فراموش كرد كه مخلوط را هم بزند. در نتيجه پلياستيلن به صورت يك فيلم مسي رنگ به دست آمد. اين فيلم مسي سيس پلياستيلن بود و رسانايي در حدود Sm -1 8-10- 7-10 داشت. شيراكاوا بعداً ترانس- پلياستيلن را به صورت يك فيلم نقرهاي رنگ با رسانايي در حدودSm-1 2- 10- 3-10 بدست آورد[7].

الف

ب
شكل 2-1-الف سيس-پلياستيلن ، ب: ترانس –پلياستيلن[8].
در سال 1975 هيگر و مك دايارميد كه در حال مطالعه خواص فلزي يك پليمر غير آلي كووالانس يعني (SN)x بودند، شيراكاوا را در توكيو ملاقات كردند و با يكديگر در دانشگاه پنسيلوانيا روي پليمر كردن استيلن كار كردند و به اصلاح ترانس- پلياستيلن توسط اكسايش با يد پرداختند. نتيجه اين بود كه رسانايي به Sm-1 3000 براي ايزومر ترانس- پلياستيلن و 107 برابر پلياستيلن اوليه رسيد. رسانايي ايزومر سيس- پلياستيلن نيز پس از تقويت با AsF5حدود 1011 برابر افزايش يافت. اين رسانايي قابل ملاحظه كه توسط هيگر و مكدايارميد و شيراكاوا بدست آمد، زمينه تحقيقات گستردهاي در زمينه پلاستيكهاي رسانا شد[8].
در سال 2000 جايزه نوبل شيمي به پروفسور هيدكي شيراكاوا از دانشگاه تسوكوبا، پروفسور الان جي هيگر از دانشگاه كاليفرنيا و الان جي مك دايارميد از دانشگاه پنسيلوانيا به خاطر كشف و توسعه پليمرهاي رساناي الكتريكي اعطا شد[8].
از اوايل دهه 80 پليمرهاي ديگري شامل پليپيرول، پليتيوفن و پليآنيلين مورد مطالعه قرار گرفتند. با اين حال پلياستيلن، پليمري رسانا با بيشترين درجه بلوري باقي ماند اما به دليل سهولت اكسايش در هوا و حساسيت به رطوبت كاربرد تجاري نيافت. گرچه رسانايي پلیمرهای رسانا نسبتاً كم و در حدود Sm-1 104 است، ليكن اين ميزان رسانايي براي بسياري از كاربردهاي عملي كافي است[5]. امروزه تحقيقات در اين زمينه و استفاده از مواد تقويت كننده جديد، استفاده از چندين مونومر و تهيه كوپليمر و دستيابي به خواص بهينه الكتريكي و مكانيكي همچنان ادامه دارد.
2-3-تقويت پليمرهاي رسانا
2-3-1- مفهوم تقويت
از ويژگيهاي پليمرهاي رسانا اين است كه با عمل تقويت ميتوان رسانايي آنها را از محدوده عايق تا فلز كنترل كرد. تقويت به معني افزايش رسانايي پليمر با استفاده از عناصر اكسنده و كاهنده است. اكسايش پليمر را تقويت نوع p وكاهش آن را تقويت نوع n ميگويند. تقويت پليمرهاي رسانا ، عبارت از پخش تصادفی عوامل تقويتكننده در ساختار منظم يك زنجير پليمري است[5]. تقويت باعث تشكيل عيوب مزدوج مثل پلارونها و بايپلارونها ميشود (که در بخشهای آتی با آنها بیشتر آشنا میشویم) و حضور اين عيوب باعث كاهش شكاف نواري پليمر اوليه شده و امكان انتقال الكترون را افزايش ميدهد. به طور كلي پليمرهاي رسانا را به روشهاي شيميايي و الكتروشيميايي و تقويت خودي، تقويت ناشي از تابش و تقويت ناشي از تبادل يوني ميتوان تقويت كرد[9]. دو روش اول به علت سهولت روش و هزينه كم كاربرد بيشتري دارند. البته تقويت ناشي از هر روش خواص و كاربردهاي مخصوص به خود را دارد. به عنوان مثال كنترل پتانسيل شيميايي از مزاياي روش الكتروشيميايي است ولي در روش شيميايي ميتوان رسانايي را به نزديكي رسانايي مس رساند. تقويت الكتروشيميايي در كاربردهايي نظير باتريهاي الكتروشيميايي و پنجرههاي الكتروكروميك و هوشمند و سلولهاي الكتروشيميايي نوردهنده كاربرد دارد و كاربرد تقويت شيميايي در الكترودهاي شفاف و محافظهاي الكترو مغناطيس است. تقويت علاوه بر اينكه موجب افزايش رسانايي ميشود، با وارد شدن يون مقابل، تعادل بار را نيز تامين ميكند[10].
2-3-2- ماهيت مواد تقويتكننده
مواد تقويتكننده اساساً عوامل احياكننده و يا اكسيدكننده قوي هستند. اين مواد ميتوانند مولكولهاي خنثي، تركيبات و يا نمكهايي باشند كه به راحتي مواد تقويتكننده يوني، آلي يا پليمري تشكيل دهند. ماهيت مواد تقويتكننده نقش مهمي را در پايداري پليمر رسانا را بر عهده دارد؛ براي مثال پلياستيلن تقويتشده با سديم فلورايد به روش الكتروشيميايي، اين پليمر را نسبت به اكسيژن بسيار مقاوم ساخته است[9]. لذا انتخاب ماده تقويتكننده مناسب تاثير بهسزايي در خواص و كاربرد پليمر حاصل خواهد داشت. تقويت كنندهی خوب مادهاي است كه علاوه بر ايجاد پايداري شيميايي خوب رسانايي را در حد ممكن بالا ببرد. از جمله مواد تقويت كننده پليمرهاي مزدوج ميتوان به برخي مواد پذيرندهی الكترون نظير I2, AsF5, FeCl3 و يا برخي از مواد دهنده الكترون نظير سديم و ليتيم اشاره كرد. خواص يون تقويت كننده نظير اندازه، هندسه و بار آن به شدت بر خواص پليمرحاصل تاثيرگذار است. ميزان يون مقابل در زنجير پليمر شديداً وابسته به شرايط واكنش است[9و13].
2-3-3- تقويت شيميايي
در اين روش پليمر (P) خنثي ميتواند با يك الكترون پذيرنده(A) وارد واكنش اكسايش شود:
P + A → P+ + A-
و يا اينكه توسط يك الكتروندهنده (D)كاهيده شود:P + D → P- + D+
فرایند تقویت ميتواند در محيط گازي يا محلول اتفاق بيفتد. تقويت با استفاده از منبع گازي وقتي عملي است كه واكنش دهنده شامل مولكولهاي خنثي باشد و فشار گاز به اندازه كافي بالا باشد. با كنترل فشار ميتوان ميزان رسانايي را تا اندازه دلخواه بالا برد. اما استفاده از تقويت كننده در محلول عموميتر است؛ در اين روش پس از حل كردن تقويتكننده در يك حلال مناسب (بر اساس قطبي و غير قطبي بودن، تقويتكننده قطبي در حلال قطبي و تقويتكننده غير قطبي در حلال غير قطبي) پليمر در تماس با محلول حاصل قرار ميگيرد. در تقويت با استفاده از منبع مايع نكتهاي كه بايد دقت شود اثر حلال است، چون ممكن است در صورتي كه انرژي حلالپوشي بين كاتيونها و مولكولهاي حلال به اندازه كافي بالا باشد پديدهی جايگيري همزمان اتفاق بيفتد. اثر غلظت تقويتكننده از ديگر مواردي است كه بايد به آن توجه كرد. با كنترل غلظت ميتوان سرعت تقويت كردن و ميزان آن را تنظيم كرد(شکل 2-2). اگرچه تقويت شيميايي يكي از فرايندهاي موثر و ساده براي تقويت پليمرهاي رسانا به شمار ميآيد، اما كنترل اين روش بسيار مشكل است. انجام فرايند تقويت به طور كامل باعث دستيابي به كيفيت بالاي پليمر رسانا ميشود؛ اما در صورتي كه كنترل كاملي بر اين فرايند اعمال نگردد؛ امكان دستيابي به تقويت كامل و در نتيجه خواص مورد نظر نخواهد بود[3].

شكل 2-2 اثر غلظت تقويت کننده بر رسانایی پلیمر (تقويت پلياستيلن در محلول اسيد سولفوريك آبي)[11].
2-3-4- تقويت الكتروشيميايي
در تقويت الكتروشيميايي، الكترونهاي الكترودها عوامل اكسنده و كاهنده اند:
P + e-→ P-
P– e-→ P+
در اينجا بايد به اين نكته توجه كرد كه تقويت با استفاده از الكترودها صورت ميگيرد، اما عوامل تقويت كننده به عنوان يون مخالف، خنثي بودن الكتريكي پلیمر را تامين ميكنند.
اين نوع تقويت هم با استفاده از الكتروليت مايع و هم با استفاده از الكتروليت جامد انجام میگیرد و به ولتاژ حساس است و با كنترل اين عوامل ميتوان به رسانايي دلخواه در پليمر رسيد.
2-3-5- برگشتپذيري
هرچند برگشتپذيري تقويت پليمرهاي رسانا بسيار مورد بحث بوده است و دانشمندان نظرات ضد و نقيضي در اين مورد داشتهاند، اما آنچه امروزه پس از بررسيهاي فراوان پذيرفته شده است اين است كه تقويت يك پديده برگشتپذير است. اين پديده كه به عنوان تخريب پليمرهاي مزدوج تقويت شده شناخته ميشود و به مفهوم كاهش رسانايي اين پليمرهاست موضوعي است كه بايد بررسي شود تا در مواردي از آن جلوگيري و در موارد ديگر از آن استفاده كرد. برگشتپذيري به عوامل محيطي، ساختار پليمر و ... وابسته است[11].
2-4- روشهاي تهيه پليمرهاي رسانا
روش ثابتي براي تهيه پليمرهاي آلي كه ميتوانند به پليمرهاي رسانا تبديل شوند نميتوان پيشنهاد كرد. به طور كلي پليمرهاي رسانا را ميتوان با هر يك از روشهاي پليمر شدن شيميايي، پليمرشدن فوتوشيميايي، پليمر شدن امولسيوني تغليظ شده، پليمر شدن حالت جامد، پليمر شدن پلاسمايي و پيروليز تهيه نمود[5]. از ميان روشهاي مذكور، پليمر شدن شيميايي و الكتروپليمر شدن توجه بسياري از محققين را به خود جلب كرده است.
2-4-1- پليمر شدن شيميايي
پليمر شدن شيميايي مونومرهای پلیمرهای رسانا توسط اكسيدانهاي شيميايي نسبتاً قوي نظير آمونيومپرسولفات (APS) يونهاي فريك، آنيونهاي پرمنگنات يا بيكرومات و يا هيدروژنپراكسايد صورت ميگيرد. اين اكسيدانها، توانايي اكسيد كردن مونومرها را در يك محلول مناسب و تشكيل راديكال كاتيونهاي فعال شيميايي از مونومرهاي مورد استفاده را دارند. راديكال كاتيونهاي تشكيل شده، با مولكولهاي مونومر واكنش داده و تشكيل اليگومرها و يا پليمرهاي نامحلول ميدهند. پليمر شدن شيميايي در كل محلول رخ ميدهد و پليمرهاي حاصل به صورت جامدات نامحلول رسوب ميكنند. البته برخي از پليمرهاي رساناي الكتريكي را ميتوان به روش پليمر شدن شيميايي بر روي سطح مواد مختلف كه در محلول فرو برده شدهاند نشاند كه در اين حالت نيز مقداري پليمر در خود محلول رسوب ميكند. لذا در حالتي كه نياز به پوششدهي است، بايد ميزان پليمر رسوب كننده در خود محلول را كاهش داد. با تنظيم غلظت محلول و اجزاي آن، نسبت غلظت اكسيدان به مونومر، دماي واكنش، عمليات مناسب سطح مورد نظر براي پوشش، مي توان به اين مهم دست يافت. با اين حال در اين حالت نيز، پليمر شدن در كل محلول به طور كامل متوقف نخواهد شد.
پليمر شدن شيميايي را مستقيماً نيز ميتوان بر روي سطح مورد نظر انجام داد. براي اين كار سطح مورد نظر براي پوششدهي توسط مونومر و يا ماده اكسيدان غني مي شود[12]. پس از آن به ترتيب با محلول اكسيدان و مونومر واكنش داده ميشود. مزيت اين روش انجام پليمر شدن به طور كامل بر روي سطح مورد نظر است و در درون خود محلول پليمر شدني صورت نميگيرد. در اين روش سطح مورد نظر توسط مونومر به وسيله جذب از محلول و يا توسط اكسيدان به وسيله مكانيزم تبادل يوني و يا با لايه نشاني يك لايه نامحلول اكسيدان پوشيده ميشود. عيب اين روش محدوديت موادي است كه ميتوان با لايهاي از مونومر يا اكسيدان در مرحلهاي جداگانه پيش از پليمر شدن پوشش داد يا غني كرد. علاوه بر اين، پوشش تهيه شده در اين روش، يكنواخت و با ضخامت يكسان در تمامي نقاط نخواهد بود. لذا روش كنترل شدهتري براي تهيه پوشش مورد نياز است[5].
2-4-2-پليمرشدن الكتروشيميايي
پليمرشدن الكتروشيميايي و يا به عبارتي الكتروپليمرشدن، يكي از روشهاي اساسي در تهيه پليمرهاي رساناي الكتريكي است. اولين گزارش در زمينه الكتروپليمرشدن، اكسيدشدن پيرول در سطح الكترود پلاتين در حضور الكتروليت كمكي و تهيه يك فيلم رساناي الكتريكي در سال 1968 ارائه شده است. پس از آن بسياري از پليمرهاي ديگر سيستمهاي آروماتيك به طور مشابه الكتروپليمريزه شدهاند. از آن جمله ميتوان به تيوفن، فوران، كربازول، آنيلين، فنول و... اشاره كرد[14].
تفاوت روش الكتروپليمرشدن با پليمرشدن شيميايي، در استفاده از الكترود و جريان الكتريكي براي فرايند پليمرشدن است. در اين روش با عبور جريان الكتريكي بين دو الكترود كه درون محلول مونومر و يك الكتروليت كمكي به عنوان ماده تقويت كننده قرار دارد، پليمر بر روي سطح الكترود تشكيل ميشود. الكتروپليمرشدن را ميتوان در سلولهاي تك قسمتي و يا دو قسمتي و با استفاده از دو الكترود و يا سيستم سه الكترودي انجام داد. الكتروپليمر شدن را با تكنيكهاي مختلفي نظير گالوانواستاتیک (با جریان ثابت)، پتانسیواستاتیک (با ولتاژ ثابت)، روشهای پالسی (نظیر پتانسیو استاتیک پالسی)، ولتامتری چرخهای و ... میتوان انجام داد. شرایط پتانسیواستاتیک برای تهیه فیلمهای نازک و شرایط گالوانواستاتیک برای تهیه فیلمهای ضخیم پیشنهاد میشود[9].
اين در حالي است كه از ولتامتري چرخهاي، بيشتر براي بررسي مكانيزم پليمرشدن و ارزيابي مشخصات فيلم پليمري حاصل استفاده ميشود. علت توجه زياد به روش الكتروپليمرشدن را ميتوان مواردي نظير سادگي روش، تهيه پوشش يكنواخت و پيوسته، انجام فرايند تقويت پليمر همزمان با فرايند ايجاد پليمر، انتخاب گستردهتر كاتيونها و آنيونها به عنوان يونهاي تقويتكننده دانست. همچنین ايجاد ضخامت مورد نياز پوشش و يا فيلم، تغيير و كنترل خواص پليمر تشكيل شده با كنترل پارامترهايي نظير چگالي جريان، غلظت و نوع مونومر، امكان آناليز و ديدهباني فرايند تهيه پليمر به طور همزمان از دیگر ویژگیهای جالب الکتروپلیمرشدن است. در نهایت به انجام فرايند پليمرشدن و پوششدهي در يك مرحله و در نتيجه صرفهجويي در انرژي و امكان اتوماسيون فرايند، امكان استفاده از محلولهاي آبي و در نتيجه سهولت و كاهش هزينههاي دفع مواد اضافي میتوان اشاره کرد[15].
در فصل آينده درباره الكتروپليمرشدن شيميايي، مكانيزم الكتروپليمرشدن و عوامل موثر بر آن با محوريت تيوفن به تفصيل بحث خواهد شد.
2-5- رسانايي پليمرهاي رسانا
رسانايي الكتريكي به انتقال بار از يك محيط الكتريكي به انتقال بار از يك محيط تحت تاثير ميدان الكتريكي و يا شيب حرارتي گفته ميشود. اين رسانايي به تعداد عوامل انتقال بار و ميزان تحرك آنها نيز بستگي دارد[5 و8].
(2-1) σ=nμeدر رابطه 2-1 e بار الكتريكي، µ تحرك وn تعداد الكترونهاست و رسانايي با نماد σ نشان داده شده است. رسانايي به صورت عكس مقاومت ویژه ρ نیز در رابطه 2-2 تعريف ميشود:
(2-2) R= ρlA در اين رابطه R مقاومت در مقابل عبور جريان الكتريكي است و l طول رسانا و A سطح مقطع آن است و ρ مقاومت ويژه است كه مستقل از ولتاژ، جريان يا شكل رسانا است و تنها به جنس خود ماده بستگي دارد. ρ دارای واحد m Ω است و واحد رسانايي 1-m 1-Ω است. 1-Ω را با نمادS (زيمنس) نيز نشان ميدهند، پس واحد رسانايي Sm-1 است و بر اين اساس رسانايي مواد مختلف با هم مقايسه ميشوند[8].
مواد از نظر توانايي رسانش الكتريسته به سه دسته تقسيم ميشوند: رساناها، نيمرساناها، عايقها.
در شكل 2-3 رسانايي مواد مختلف باهم مقايسه شده است.

شكل 2-3 مقايسه رسانايي مواد مختلف[8].
در شكل رسانايي مواد از عايقترين مواد شناخته شده در جهان (كوارتز) تا رساناترين فلزات مقايسه شدهاند. رسانايي كوارتز 16-10 زيمنس بر متر است و با حركت به سمت راست رسانايي افزايش مييابد. نيمهرساناهايي مثل سيليكون و ژرمانيوم در ميانه اين گستره قرار دارند و رسانايي نقره و مس در حدود 108 زيمنس بر متر است. پليمرهاي رسانا نخست در دسته عايقها قرار دارند. اما با تقويت ميتوان رسانايي آنها را تا نيمهرساناها و حتي تا محدوده فلزات بالا برد.

شكل 2-4 رسانايي پليمرهاي رساناي مختلف با مس مقايسه شده است[16].
رسانايي الكتريكي براساس نظريه كلاسيك نوار توضیح داده ميشود. اين نظريه رفتار فلزات، نيمه رساناها و مواد نارسانا را توجيه ميكند. پرسشي كه در اينجا مطرح است اين است كه آيا اين نظريه توانايي توضیح رسانايي در پليمرهاي رسانا را دارد يا خير. براي پاسخ به اين پرسش به بررسي اجمالي اين نظريه پرداخته خواهد شد.
2-5-1-نظريه نوار
چنانكه ميدانيم در همه مولكولها در اثر تداخل اوربيتالهاي اتمي و تشكيل اوربيتالهاي مولكولي دو نوار انرژي به وجود ميآيد كه به آنها نوار ظرفيت يا نوار والانس و نوار هدايت يا رسانايي ميگويند. نوار ظرفيت در اثر تداخل اوربيتالهاي پر شده و نوار هدايت در اثر تداخل اوربيتالهاي پر نشده به وجود ميآيد. به اختلاف انرژي كه بين نوار ظرفيت و نوار هدايت وجود دارد، شكاف انرژي يا شكاف نواري ميگويند. اين شكاف براي فلزات بسيار كوچك يا صفر است و به همين دليل در فلزات الكترونها به راحتي از نوار هدايت به نوار ظرفيت ميروند و فلزات ميتوانند رساناهاي خوبي باشند[8 و17].
در نيمه رساناها شكاف باريكي وجود دارد. رسانايي نيمه رساناها با افزايش دما افزايش مييابد، چون الكترونها انرژي لازم براي پيمودن شكاف نواري را بدست ميآورند. در نارساناها اين شكاف بسيار پهن است و امكان اينكه الكتروني انرژي لازم براي پيمودن شكاف نواري را كسب كند ضعيف است[17].اين نوارها در شكل 2-5 نشان داده شده اند.
شكل 2-5 نوارهاي انرژي در رساناها، نيمهرساناها و نارساناها[8].
اكنون پليمرهاي رسانا را از ديدگاه نظریه نوار بررسي ميكنيم. شكل 2-6 a,b يك زنجير خنثي را نشان ميدهد و در شكل c يك سوليتون(یک زنجیر پلیمر رادیکالی) مشاهده مي شود .چنانكه ديده ميشود در زنجير خنثي همه پيوندهاي دوگانه در يك جهت قرار دارند، اما در سوليتون كه يك راديكال است جهت پيوندها در دو سمت تك الكترون متفاوت است. سوليتونها به علل متفاوتي به وجود ميآيند كه از آن جمله ميتوان به وجود نقص در زنجير پليمري و يا اتصال زنجير از دو سمت به يكديگر اشاره كرد و گاهي نيز سوليتونها خود ناشي از عمل تقويت هستند[18].

شكل 2-6 تغييرات زنجير پليمر در اثر تقويت[18]. در شكل d در اثر اكسايش، يك الكترون از سوليتون جدا ميشود، اين الكترون از آخرين اوربيتال اشغال شده (HOMO) جدا ميشود و اين اوربيتال خالي ميشود در نتيجه نوار هدايت كمي پهنتر ميشود، كه جابهجايي الكترون در شكاف نواري را كمي سادهتر ميكند. در شكل e در اثر تقويت يك الكتروندهنده يك الكترون به سوليتون مي دهد و اين الكترون در اوربيتال نيمهپر قبلي قرار ميگيرد، اين اوربيتال تكميل ميشود و نوار ظرفيت را كمي پهنتر ميكند يا شكاف نواري كوچكتر ميشود. در شكل f زنجير خنثي در اثر اكسايش الكترون خود را از دست ميدهد و يك الكترون از HOMO خارج ميشود و در شكلg يك الكترون در اولين اوربيتال اشغال نشده (LUMO) قرار مي گيرد و اين بار نوار ظرفيت پهنتر ميشود. شكل 2-7 اين رخدادها را از ديدگاه شكافهاي نواري بررسي ميكند[18].

شكل 2-7 در اثر تقويت شكاف نواري باريكتر ميشود[18].
بنابراين اكسايش و كاهش زنجير پليمر شكاف نواري را باريكتر ميكند و يا يك شكاف حد واسط ايجاد ميكند كه جابهجايي الكترون را آسانتر ميكند. اين نظريه مسائلي از اين دست كه چرا تقويت باعث افزايش رسانايي ميشود را به خوبي توجيه ميكند، اما نقصهايي هم دارد.
در نظريه نوار اجزاي انتقال بار، داراي اسپين هستند، اما در مواد آلي رسانا نظير پلياستيلن و پليپيرول نظريه نوار نمي تواند علت نداشتن اسپين اجزاي انتقال بار (الكترونها يا حفرهها) را توضیح كند. برای توضیح انتقال بار نظريه جديدي در اين زمينه به وجود آمد.
2-5-2- مكانيزم رسانايي پليمرهاي رسانا
هنگامي كه در فرايند تقويت كردن پليمر، يك الكترون از زنجيره پليمري جدا ميشود، يك راديكال كاتيون ايجاد ميشود كه داراي اسپين 12 است و پلارون نام دارد. پلارون قابليت حركت بر روي تعدادي مونومر را دارد. علت نامگذاري پلارون پلاريزه شدن محيط اطراف اين راديكال كاتيون به منظور پايداري است. اين پلاريزه شدن باعث ايجاد يك سطح تهييج شده الكترونيكي ميگردد و لذا سطح انرژي موضعي را از ميزان نوار ظرفيت افزايش داده و به درون شكاف نواري ميرساند. حال چنانچه الكترون ديگري از پليمر توسط توسط فرايند تقويت كردن خارج شود، ميتواند يك پلارون ديگر ايجاد كند و يا اگر از پلارون قبلي الكترون ديگري گرفته شود؛ يك بايپلارون ايجاد ميشود. بايپلارون يك عامل بدون اسپين است. تشكيل اين عامل انتقال بار بدون اسپين ميتواند فقدان اسپين مشاهده شده در نيمهرساناها را نيز توضیح دهد. پلارونها نسبت به بايپلارونها ناپايدارترند و لذا تمايل به سطوح تقويت بالاتري دارند. با وجود اين برخي از خواص ناشي از حضور اسپين هنوز در پليمر باقي ميماند كه علت آن حضور پلارونهاي به دام افتاده در عيوب شبكه و يا تجزيه گرمايي بايپلارونهاست. با افزايش ميزان تقويت، سطوح انرژي بايپلارون ميتواند نوارهايي درون نوار تشكيل دهند و لذا رسانايي تسهيل ميشود[5 و 16](شكل2-8).

شكل 2-8 ايجاد نوارهاي حد واسط در شكاف نواري پليمرها[16].
2-6-كاربرد پليمرهاي رسانا
كاربرد پليمرهاي رسانا در صنايع و نقش انكارناپذير اين مواد در زندگي امروزي چنانكه گفته شد، گستردهتر از آن است كه مجال بحث در مورد يكايك آنها در اينجا فراهم باشد. به پارهاي از مهمترين كاربردهاي اين مواد اشاره ميشود:
2-6-1-باتريهاي با قابليت شارژ مجدد: از پليپيرول، پلياستيلن و ...در ساخت اين باتريها استفاده ميشود و اين باتريها در رايانههاي همراه، گوشيهاي تلفن همراه و ... كاربرد دارند. باتريهاي قابل شارژ ساخته شده از اين مواد نسبت به باتريهاي ليتيومي موجود در بازار عمر طولانيتر، وزن كمتر و رسانايي بالاتر دارند و در برابر شارژ بيش از حد و نشت مواد شيميايي مقاوم هستند[19]. 2-6-2- وسايل الكتروكروميك: وجود يك چرخه برگشتپذير بين عايق و رسانا و همچنين تفاوت رنگ در حالت عايق و رسانا اين مواد را مناسب براي كاربرد در انواع نمايشگرها و تابلوهاي اعلام كرده است[19].
2-6-3- كاربردهاي پزشكي: استفاده از پليمرهاي مزدوج در پزشكي بسيار گسترده و رو به افزايش است. از اين دسته كاربردهاي جالب ميتوان به ماهيچههاي مصنوعي، عصب مصنوعي، غشاي زيستپزشكي و كنترل رهايش دارو اشاره كرد[20و22].
2-6-4- حسگرها: انواع حسگرهاي گازي و زيست حسگرها با كاربردهاي متنوع با استفاده از انواع پليمرهاي رسانا ساخته شده است. به عنوان مثال اين حسگرها در تشخيص مواد سمي و خطرناك براي انسان در كارخانهها، انبارها، معادن و ... به كار ميروند.كاربرد وسيع اين حسگرها باعث شده است كه تلاشهاي زيادي براي بهبود عملكرد حسگرهاي ساخته شده از اين مواد صورت گيرد. حسگرهايي ساخته شدهاند كه به غلظتهاي در حد ppb حساس هستند[21].
2-6-5-الكترودهاي پليمري: شرط اصلي براي استفاده از آشكارسازهاي الكتروشيميايي در روشهاي تجزيهاي، قابليت اكسايش يا كاهش گونه مورد نظر در پتانسيل نسبتاً پايين ميباشد. اكثر واكنشها از اضافه ولتاژ بالايي برخوردار ميباشند. اين مساًله منجر به كاهش حساسيت و گزينشپذيري روشهاي الكتروشيميايي ميگردد. يك روش معقول براي كاهش حساسيت و گزينشپذيري روشهاي الكتروشيميايي، استفاده از گونه اصلاحگر در سطح الكترود است. گونههاي اصلاحگر يا واسطه اكسايش يا كاهش تركيبات فعال الكتروشيميايي هستند كه انتقال الكترون بين گونه مورد اندازهگيري و الكترود را تسريع مينمايند. حضور گونه اصلاحگر در سطح الكترود، باعث بهبود قابل توجه حساسيت و گزينشپذيري و نيز كاهش حد تشخيص روشهاي الكتروشيميايي ميگردد. روشهاي مختلفي براي تهيه الكترودهاي اصلاح شده شيميايي به كار گرفته ميشود. يكي از اين روشها تشكيل لايه نازك پليمر مزدوج در سطح الكترود است[3و11و12و23]
2-6-6-انواع مواد هوشمند: مواد هوشمند اصطلاحاًً به موادی گفته می شود که میتوانند با درک محیط و شرایط اطراف خود نسبت به آن واکنش مناسب نشان دهند. در مواد هوشمند، همزمان با تاثیر محرک بیرونی شاهد پاسخدهی به آن هستیم. در اکثر موارد این مواد از توانایی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است. مكانيزم هوشمندي در اين مواد، عكسالعمل در برابر تحريكات خارجي است. اين عكسالعمل تغيير در ابعاد و هندسه ماده را شامل ميشود. از جمله اين مواد ميتوان به پنجرههاي هوشمند ساخته شده از پليمرهاي مزدوج اشاره كرد، كه در برابر تابش خورشيد تاريكي تدريجي به وجود ميآورند[3و11و20]
وسايل تبادل يون، كاتاليز كردن، ابرخازنها، ترانزيستورهاي اثر ميدان، ديودها و كاربرد به عنوان محافظ خوردگي و ... از ديگر كاربردهاي پرشمار اين مواد است[3-5 و 9و11-14].
2-7- مزايا و معايب
ويژگيهاي پليمرهاي رسانا با فلزات قابل مقايسه است. رسانايي پليمرهاي رسانا به رسانايي فلزاتي مثل مس و آهن نميرسد اين مسلماً مزيتی براي فلزات نسبت به پليمرهاي رساناست. از ديگر ويژگيهاي فلزات كه پليمرهاي رسانا فاقد آن هستند. استحكام، قابليت ذوب شدن و انحلال است. پس با اين وجود چرا از پليمرهاي رسانا استفاده ميشود؟
رسانايي فلزات ثابت است، اما رسانايي پليمرهاي رسانا متغير و قابل كنترل است. اين رسانايي با توجه به شرايط سنتز و تقويت متغير است. بنابراين ميتوان رسانايي را با توجه به استفاده و كاربرد پليمر تنظيم كرد. اما اين تنها حسن اين مواد نيست؛ چگالي كم، شفافيت، قابليت فرايند شدن و ارزان بودن و خواص نوري برجسته از ديگر ويژگيهاي ممتاز پليمرهاي مزدوج است[2]. اما پلیمرهای رسانا معايب و محدوديتهايي نيز دارند. محدودیت ذوب شدن، استحكام پايين، تجزيه با آب و هوا و نامحلول بودن در حلالهاي معمولي از نقايص مهم اين مواد هستند. امروزه تحقيقات پژوهشگران در جهت رفع اين كاستيها و بهينه كردن خواص وكاربردهاي پليمرهاي رسانا است. استفاده از پليمرهاي آروماتيك يا پليهتروسيكلها يكي از اين راهكارها ست كه پايداري پليمرهاي رسانا را در برابر عوامل محيطي افزايش ميدهد و همچنين به دليل رزونانسي كه هترواتم در سيستم مزدوج ايجاد ميكند، جابهجايي الكترون و رسانايي را افزايش مي دهد. با افزودن استخلافهاي مناسب به هتروسيكلها ميتوان خواص جديدي به پليمرها اضافه كرد. به عنوان مثال استخلاف گروههاي آلكيل به هتروسيكلهايي مثل پيرول و تيوفن حلاليت آنها را افزايش ميدهد. اتصال استخلاف به حلقه ميتواند وضعيت مولكول را از نظر قطبشپذيري، بار الكتريكي، انرژي پايداري و ... تغيير دهد و حتي بسته به الكترون دهنده و الكترون كشنده بودن و قوت و ضعف اين خاصيت در استخلاف بر رسانايي نيز موثر است. از اين نظر اين پاياننامه به بررسي تاثير استخلاف آلكيل بر خواص پليتيوفن ميپردازد و از آنجايي كه اين بررسيها نياز به شناخت دقيق تيوفن، آلكيلتيوفن، پليتيوفن و شرايط تهيه اين پليمر دارد، فصل آينده نگاهي به اين مونومر و پليمر آن، استخلاف آلكيل به تيوفن و مكانيزم، پيكربندي و شرايط سنتز پلي(آلكيلتيوفن) به عنوان مقدمهاي براي ورود به بحث اصلي خواهد داشت.
فصل سوم
پلی(آلکیلتیوفن)

3-1-تیوفن
تیوفن یا تیوفوران یا تیاسیکلوپنتادیان با فرمول C4H4S یک مایع بیرنگ یا زرد بسیار کمرنگ با بویی شبیه بوی کهنگی، کپکزدگی و پوسیدگی است. نقطه ذوب آن C ˚38- و نقطه جوش آن C˚84 است. چگالی آن g/ml 05/1 است[24]. تیوفن دارای ویسکوزیتهی 8712/0 سانتی پواز در دمای C˚ 2/0 و ویسکوزیتهی 6432/0 سانتی پواز در دمای C˚ 4/22 است. تیوفن یک ترکیب حلقوی آروماتیک با یک حلقه پنج ضلعی مسطح است که زاویه پیوند در CSC برابر˚93 و در CCS برابر ˚109 و در CCC برابر ˚114 است.طول پیوند Å C-S‎7/1 و طول پیوند CC متصل به گوگرد Å 34/1 و طول پیوند CC دیگر Å 41/1 است.
تیوفن در شرایط عادی پایدار است و در آب نامحلول و در بسیاری از حلالهای آلی قابل حل است. تیوفن اشتعال پذیر، تا حدی سمی و محرک پوست و چشم است. اولین بار ویکتور میر در سال 1882 وجود آن را به صورت ناخالصی در بنزن حاصل از قطران زغال سنگ کشف کرد و نام تیوفن را برای نشان دادن تشابه ظاهری آن به بنزن به آن داد[25]. تیوفن به صورت طبیعی در بعضی فراوردههای گیاهی، تخم مرغ و مخمر وجود دارد؛ اما به عنوان جزیی از فراوردههای دارویی، مصنوعی و مواد رنگی اهمیت بیشتری دارد. هم اکنون روشهای صنعتی و تجاری مناسبی برای تولید تیوفنها از مواد اولیه آلیفاتیک وجود دارد. یک روش مهم شامل ترکیب یک ماده آلیفاتیک دارای یک واحد خطی چهار کربنی با یک منبع گوگرد عنصری مثل گوکرد یا دیسولفیدکربن در سطح یک کاتالیزور در دمای C˚ 700-200 است. روش دیگر ساخت تیوفن با استفاده از استیلن و وینیلکلراید و هیدروژنسولفید است[26]. سالانه دو ملیون کیلوگرم تیوفن در سراسر جهان تولید میشود. تیوفن یک ترکیب غنی از الکترون است و تمایل زیادی برای واکنش با الکترون دوستها دارد. هالوژنها (X) به سرعت با تیوفن ترکیب میشوند و C4X4S را می دهند[27].
3-2- پلیتیوفن
از پلیمریزاسیون تیوفن، پلیتیوفن به دست میآید. مطالعه این پلیمر مزدوج از چند دهه قبل آغاز شده است. رونکالی در سال 1992 تحقیقاتی روی سنتز الکتروشیمیایی پلیتیوفن انجام داد[28]. رونکالی مطالعاتی هم روی ویژگیهای الکترونیکی این پلیمر انجام داد[29].مککالو در سال 1998 بر سنتز شیمیایی پلیتیوفن تمرکز کرد. تحقیقاتی که در سالهای اخیر صورت گرفته است نشان داده است که سیستمهای الیگوتیوفن که دو انتهای زنجیر با گونههای متفاوت مولکولی مثل فلورن، اترهای تاجی و . . . بسته شده است، فلوئورسانس و جذب بالایی نشان میدهند.
چنانکه پیش از این بیان شد، پلیتیوفنها نسبت به پلیمرهای رسانایی مثل پلیاستیلن پایداری محیطی بالاتری نشان میدهند اما از نظر حلالیت تاکنون حلالیت آنها در حلالهای آلی و مخلوطهایی مثل آرسنیکتریفلوراید و آرسنیکپنتافلوراید گزارش شده است[11]. استخلاف آلکیلها به پلیتیوفن این پلیمر را از نظر حلالیت ارتقا میدهد. پلیمرشدن تیوفن از موقعیت α و ׳α (کربنهای مجاور به گوگرد) صورت میگیرد و در نتیجه استخلاف در موقعیت β و ׳β (کربنهای دورتر از گوگرد) قرار میگیرد.
3-3- پیکربندی پلی(آلکیلتیوفنها)
نحوه قرار گرفتن مونومرهای آلکیلتیوفن در کنار یکدیگر در زنجیر الیگومری یا پلیمری از مباحث جالب در این حوزه است. در ابتدا دو مونومر 3- آلکیلتیوفن با یکدیگر پیوند برقرار میکنند. این دو مونومر به سه شکل متفاوت میتوانند به یکدیگر متصل شوند.

(الف) (ب ) (ج)
شکل3-1 الف: جفت شدن دمبهدم (TT) ب: جفت شدن سربهدم (HT) ج: جفت شدن سربهسر (HH)
در مرحله بعدی مونومر سوم به دیمر متصل میشود که4 شکل متفاوت تریمر به وجود میآید:

*22

پدر و مادر عزیزم که همیشه حامی و پشتیبان من بوده اید،
معلمان و اساتید بزرگوارم در تمامی مقاطع تحصیلی به خاطر حرف حرفی که به من آموختید،
اساتید راهنما جناب آقای دکتر حسین ذوالقرنین و سرکار خانم دکتر نسرین سخایی که صبورانه و دلسوزانه با من همراه بوده اید،
سرکار خانمها دکتر بیتا ارچنگی و دکتر سهیلا مطرودی که زحمت داوری پایان نامه ام را پذیرفته اید،
دکترمحمد رنجبر و تیم غواصی ،
کارشناسان آزمایشگاه آقای دکتر زارعی (دانشگاه جندی شاپور)،آقای رضا پناه (آزمایشگاه میکروبیولوژی بیمارستان ولی عصر خرمشهر)،آقای گراوند،خانم جلیلیان و خانم حمیدی (دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر)،
خانواده و دوستان عزیزم و تمامی کسانی که ذره ای در حق من لطف کرده اند.
2222574803000
تقدیم اثر
خداوندا هر چه دارم از توست
از من بپذیر این اندک را .
تقدیم به پدر مهربان
و
مادر صبورم
و
دختر عزیزم
چکیده
اسفنج ها ی دریایی جانوران پرسلولیمتصل به بستر دریامی باشند ودر محیط های قطبی تا معتدل استوایی یافت می شوندآنها فیلترکننده آب دریاهستند. باکتری و میکروارگانیسم های فراوانی با اسفنج ها زندگی همزیست دارند. اسفنج توانایی تولید ترکیبات زیست فعالی را دارند و احتمالا نتیجه تعامل میکروارگانیسم با اسفنج است که دارای خاصیت ضد پاتوژن های انسانی می باشد. دراین تحقیق یک گونه اسفنج دریایی از جزیره هرمز خلیج فارس تهیه گردیددر شناسایی ژنتیکی مشخص شد که گونه اسفنجمتعلق بهsp.Callyslpongia ازگونه هایاسفنجخلیج فارس می باشد. با یک روش عصاره گیری از اسفنج خشک شده (D)، اسفنج منجمد شده(F)و عصاره الکلی اسفنج(E)و اثرضد باکتری و ضد قارچی عصاره ها بر باکتری گرم مثبت Shigella sp.,Staphylococcusaureus، باکتری گرم منفیEscherichia coli، دو گونه قارچAspergillusFlavis, Penicilliumsp. و مخمرCandidaalbicansبررسیشد. نتیجه موثر بودن عصاره نوعDاسفنجCallyslpongiasp.بر باکتری Staphylococcusaureus باایجادحداکثر قطر هاله عدم رشد میکروبی 9 میلی متری اثر کشندگی خوب وبر Shigellasp. قطر 4 میلی متری اثر کشندگی نسبتا خوب را نشان داد. عصاره اسفنج گونه sp.Callyslpongiaبر هیچ یک از قارچ ها و مخمر خاصیت مهار کنندگی رشد را نشان نداده است.
کلید واژه: اسفنج sp.Callyslpongia ، عصاره ضد باکتری ، عصاره ضد قارچ ،خلیج فارس.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o "1-1" h z t "فهرست1;1" فصلاول : مقدمهوکلیات1-1 مقدمه PAGEREF _Toc417219902 h 21-2 معرفیاسفنج PAGEREF _Toc417219903 h 21-3 اسفنجومیکروارگانیسمهایهمزیست PAGEREF _Toc417219904 h 21-4 اهمیتکاربردارگانیسمهایدریایی PAGEREF _Toc417219905 h 31-5 اسفنجهایدریاییمنابعغنیازترکیباتفعالزیستی PAGEREF _Toc417219906 h 41-6 تنوعمتابولیتهایثانویهاسفنجدریایی PAGEREF _Toc417219907 h 41-7نقشترکیباتطبیعیدریاییدرزندگیانسان PAGEREF _Toc417219908 h 41-8 متابولیتهایفعالزیستیاسفنجدریاییباخواصدارویی PAGEREF _Toc417219909 h 51-8-1 متابولیتهایاسفنجدریاییباخواصضدپاتوژنی PAGEREF _Toc417219910 h 51-8-2 متابولیتهایاسفنجدریاییباخواصضدسرطانی PAGEREF _Toc417219911 h 61-8-3 متابولیتهایاسفنجدریاییباخواصآنتیبیوتیکی PAGEREF _Toc417219912 h 61-9 ترکیباتفعالزیستیاسفنجدریاییدرمرحلهکاربردبالینی PAGEREF _Toc417219913 h 61-10اهمیتمسئله PAGEREF _Toc417219914 h 71-11اهدافتحقيق: PAGEREF _Toc417219915 h 7فصلدوم : مروریبرپیشینهیپژوهش2-1خاصیتضدمیکروبیباکتریهایهمزیستاسفنجدریایی PAGEREF _Toc417219919 h 92-2 خاصیتضدباکتریعصارهاسفنجدریایی PAGEREF _Toc417219920 h 92-3 عصارهمتانولیضدباکتریاییوضدقارچیاسفنجHaliclona sp. PAGEREF _Toc417219921 h 92-4 عصارهمتانولیضدباکتریاییوضدقارچیاسفنج Sigmadocia pumila PAGEREF _Toc417219922 h 102-5 عصارهمتانولیضدباکتریاییوضدقارچیاسفنجZygomycale sp. PAGEREF _Toc417219923 h 102-6 بررسیاثرضدقارچیچهارنوععصارهازنهگونهاسفنجدریایی PAGEREF _Toc417219924 h 112-7 خواصضدباکتریاییعصارهاسفنجAxinella sinoxeaازجزیرهلارکخلیجفارس PAGEREF _Toc417219925 h 11فصلسوم : موادوروشها3-1 نمونهبرداری PAGEREF _Toc417219929 h 133-2 تهیهعصارهاسفنجدریایی PAGEREF _Toc417219930 h 143-2-1 تهیهعصارهاسفنجخشکشده PAGEREF _Toc417219931 h 143-3-2 تهیهعصارهالکلیاسفنج PAGEREF _Toc417219932 h 163-3 تهیهمیکروبوقارچهایبیماریزایانسان PAGEREF _Toc417219933 h 173-4کشتمیکروبوقارچ PAGEREF _Toc417219934 h 183-5 استخراج DNAوشناساییمولکولیاسفنجگونهcallyspongia sp. PAGEREF _Toc417219935 h 183-5-1 استخراجDNA PAGEREF _Toc417219936 h 183-5-2 بررسیکیفیتDNA PAGEREF _Toc417219937 h 193-5-3 PCR PAGEREF _Toc417219938 h 203-6 سنجشمیکروبی PAGEREF _Toc417219939 h 203-6-1آزمونحساسیتآنتیبیوتیککربیبایر PAGEREF _Toc417219940 h 203-6-2 بررسیاثرضدمیکروبیعصارهاسفنج . Callyslpongia spخشکشده PAGEREF _Toc417219941 h 203-7-3 بررسیاثرضدمیکروبیعصارهالکلیاسفنجCallyslpongia sp. PAGEREF _Toc417219942 h 213-6-4 بررسیاثرضدمیکروبیعصارهاسفنجمنجمدشدهCallyslpongia sp. PAGEREF _Toc417219943 h 213-6-5 (Minimum Inihibitory Concentration)MICو ) MBC (Minimum Bacteria Concentration PAGEREF _Toc417219944 h 213-7کدورتسنجیمحیطکشتمیکروبیمایع PAGEREF _Toc417219945 h 223-7-1تهیهسوسپانسیونمیکروبی 5/0 مکفارلند PAGEREF _Toc417219946 h 223-8-1رقتمهارکنندههایرشدمیکروبی PAGEREF _Toc417219947 h 223-8-2 دستگاهاسکتروفتومتری PAGEREF _Toc417219948 h 223-8 رقیقسازیعصارهاسفنجCallyslpongiasp.خشکشدهوسنجشMIC PAGEREF _Toc417219949 h 233-8-1رقیقسازی PAGEREF _Toc417219950 h 233-8-2MIC(Minimum Inihibitory Concentration) PAGEREF _Toc417219951 h 253-9 شمارشومحاسبهکلنیباکتری PAGEREF _Toc417219952 h 253 –10 کشتقارچی PAGEREF _Toc417219953 h 263-11عصارهالکلیغلیظشده PAGEREF _Toc417219955 h 26کلیهجدولونمودارهابانرمافزارMicrosoft Office Excel 2007طراحیورسمشدهاند. PAGEREF _Toc417219956 h 26فصلچهارم : نتایج4-2 خاصیتباکتریواستاتیکیوباکتریوسیدالیعصارهاسفنجCallyslpongiasp. PAGEREF _Toc417219959 h 294-3 بررسیقطرهالهعدمرشدباکتریبراثرتلقیحعصارهاسفنج Callyslpongia spدرمحیطکشتمیکروبی PAGEREF _Toc417219960 h 314-4 کدورتسنجیمحیطکشتدررقتهایمتفاوت PAGEREF _Toc417219961 h 324-5شمارشباکتریهایزنده PAGEREF _Toc417219962 h 334-6 نمودارمقایسهحداکثرقطرهالههایممانعتازرشدمیکروبیعصارهاسفنجدریایی. Callyslpongia sp PAGEREF _Toc417219963 h 344-7 غلیظسازیعصارهالکلیاسفنجدریاییsp.Callyslpongia PAGEREF _Toc417219964 h 354-8بررسیاثرضدقارچیعصارهاسفنجCallyslpongia sp. PAGEREF _Toc417219965 h 38فصلپنجم : بحثونتیجهگیری5-1 شناساییمولکولیگونهاسفنجCallyslpongia sp PAGEREF _Toc417219968 h 405-2 قطرهالهممانعتازرشدعصارهاسفنجCallyslpongiasp. PAGEREF _Toc417219969 h 405-3 (MIC( Minimum Inihibitory Concentration و(Minimum Bacteria Concentration)MBC PAGEREF _Toc417219970 h 405-4عصارهالکلیغلیظشده PAGEREF _Toc417219971 h 415-5 نتیجهگیریکلی PAGEREF _Toc417219972 h 425-6 پیشنهادات PAGEREF _Toc417219973 h 43منابعومآخذ PAGEREF _Toc417219974 h 44
فهرست جداول
عنوان صفحه
TOC o "1-1" h z t "جدول;1" جدول 2-1ترکیباتفعالزیستیودرصدفراوانیآنهادرعصارهاسفنجدریاییZygomycale sp. PAGEREF _Toc417220080 h 10جدول 4-1 قطرهالهعدمرشدمیکروبباتلقیحعصارههایمتفاوتاسفنجCallyslpongia sp. برحسبمیلیمتر PAGEREF _Toc417220081 h 32جدول 4-2 مقدارجذبنوریدرمحیطکشت PAGEREF _Toc417220082 h 33جدول 4-3 شمارشمیکروبیبهروشمحاسبهاستاندار PAGEREF _Toc417220083 h 34جدول4-4 جذبنوریعصارهA1غلیظشدهاسفنجدریاییsp.Callyslpongia PAGEREF _Toc417220084 h 36جدول 4-5 عصارهA2غلیظشدهاسفنجدریاییsp.Callyslpongia PAGEREF _Toc417220085 h 36جدول4-6 عصارهA3غلیظشدهاسفنجدریاییsp.Callyslpongia PAGEREF _Toc417220086 h 36
فهرست تصویر و نمودارها
عنوان صفحه
TOC o "1-1" h z t "اشکال;1"تصویر 3-1 محلنمونهبرداری PAGEREF _Toc417220140 h 13تصویر3-2 اسفنجدریاییCallyslpongia sp. ازجزیرههرمزخلیجفارس PAGEREF _Toc417220141 h 14تصویر 3-3 اسفنجخیسشدهدرحلالوفازمیانیایجادشده PAGEREF _Toc417220142 h 15تصویر3-4 محلولعصارهگیریبعدازفیلترکردنباکاغذصافیواتمنشماره 1 PAGEREF _Toc417220143 h 15تصویر 3-5 دستگاهروتاریHeidolph مدلLaboreta 4011digital PAGEREF _Toc417220144 h 15تصویر3-6 عصارهاسفنچبعدازتبخیرحلالبااستفادهازدستگاهروتاری PAGEREF _Toc417220146 h 16تصویر3-7محیطکشتاستافیلوکوکوساورئوس PAGEREF _Toc417220147 h 17تصویر 3-8 محیطکشتاشریشاکلای PAGEREF _Toc417220148 h 17تصویر 3-9 محیطکشتشیگلا PAGEREF _Toc417220149 h 17تصویر 3-10 اسفنجپودرشدهبااستفادهازنیتروژنمایع PAGEREF _Toc417220150 h 19تصویر 3-11 مقایسهمحلولهایمیکروبی 5/0 مکفارلندوکلریدباریم PAGEREF _Toc417220151 h 22تصویر3-12رقتهایمختلفعصارهاسفنجCallyslpongia sp. PAGEREF _Toc417220152 h 24تصویر 3-13 دستگاهاسپکتروفتومتریمدلUnico uv-1200 PAGEREF _Toc417220153 h 24تصویر3-14کلنیهایایجادشدهدرمحیطکشتمیکروبی PAGEREF _Toc417220154 h 26تصویرشماره 4-1مارکرco1 PAGEREF _Toc417220155 h 28تصویرشماره4-2 محدودهیباندهایPCR PAGEREF _Toc417220156 h 28تصویر 4-3خاصیتباکتریواستاتیکیعصارهE بر S.aureus PAGEREF _Toc417220157 h 29تصویر 4-4 خاصیتباکتریوسیدیعصارهالکلیبرمیکروبShiglla sp. PAGEREF _Toc417220158 h 29تصویر 4-5 خاصیتباکتریوسیدیعصارهالکلیبرمیکروبE.coli PAGEREF _Toc417220159 h 30تصویر 4-6 محیطکشتCandida albicanc PAGEREF _Toc417220161 h 30تصویر 4-7 محیطکشتPinicillum sp. PAGEREF _Toc417220162 h 30تصویر 4-8 محیطکشتAspergillus PAGEREF _Toc417220163 h 31نمودار4-1 حداکثرقطرهالهممانعتازرشدمیکروبیعصارهاسفنجCallyslpongia sp. PAGEREF _Toc417220165 h 35نمودار 4-2 مقدار MICباکتریاشریشاکلای PAGEREF _Toc417220167 h 37نمودار 4-3 مقدار MICباکتریشیگلا PAGEREF _Toc417220168 h 37نمودار 4-4 مقدارMICباکتریاستافیلوکوکوساورئوس PAGEREF _Toc417220169 h 38
فصل اولمقدمه و کلیات
-18859546228000
1-1 مقدمه1-2 معرفی اسفنجاسفنج های دریایی متعلق به سلسله یAnimaliشاخه ی Porifera زیر شاخه ی Celdulariaکه دارای ردههایCaleareaوGlassspongeوDemospongiaeمی باشندتا کنون بیش از هشت تا ده هزار گونه اسفنج دریایی شناسایی شده اند (Dhinakaranand Lipton, 2012).
اسفنج ها جانوران پرسلولی بدون ریشه متصل به بستر دریاها و فاقد لایه یا اندامک بافتی هستندآنهاجانورانی هستند که در محیط های دریایی از قطبی تا معتدل و استوایی یافت می شوند البته در نواحی قطبی در صخره های مرجانی فراوان تر می باشند. این موجودات با فیلتر کردن آب دریا از باکتری و میکروارگانیسم های دریایی تغذیه میکنند همچنین برخی از میکروارگانیسم ها با اسفنج زندگی همزیستی دارندو تا 40 درصد زیست توده ی اسفنج را در بر می گیرند که ممکن است تراکم آنهابه بیش از 2تا 3 برابر تعداد باکتری هایی که در حجم مشخصی از آب دریاموجود باشند برسند.اسفنج ها حجم زیادی از آب را با روند صافی خواری از سیستم عروقی وکانالی منحصر به فردخود پمپ می کننداز طریق فاگوسیتوز باکتریو مواد مغذی را از ستون آب جذب می کنند.از آنجایی که آب دریا به طور متوسط محتوی 1تا 5×106باکتری در میلی لیتر می باشد، مشکلات گرفتگی منافذ سیستم کانالی، فرم های بیوفیلم و فولینگ بر سطح اسفنج وجود ندارند(Thakur et al., 2003).
اسفنج ها مرفولوژیک و مکانیسم دفاع سلولی خاص ندارند و کمتر با میکروب بیماریزا آلوده می شوند (Newbold et al., 1999 ) به همین دلیل موفق ترین جانوران بنتیک از 800 میلیون سال پیش تاکنون می باشند (Dhinakaran and Lipton,2012).
1-3 اسفنج و میکروارگانیسم های همزیست اسفنج ها میزبان تعداد زیادی از 26 شاخه باکتری کشف شده در مطالعات اخیر می باشند.میکروب هامی توانند 50 تا 60 در صد زیست توده اسفنج میزبان را در اختیار گیرند و از این طریق در به دست آوردن مواد غذایی،سوخت وساز،تثبیت اسکلت اسفنج،پردازش مواد زاید و تولید متابولیست ثانویه نقش مهمی راایفا کنند. شواهد اخیر نشان داده اند که مواد فعال زیستی نتیجه تعامل مشترک بین اسفنج و میکروارگانیسم همزیست آنها می باشند(Zeng et al., 2013). باکتری هایی که بر سطح اسفنج ها زندگی می کنند از لحاظ دسترسی به مواد غذایی و محیط زندگی با هم در رقابت هستند. تولید متابولیت های ثانویه بوسیله ی باکتری های همزیست اسفنج بیشتر از تولیدباکتری های پلانکتونی است.چندین ترکیب با خواص درمانی مشخص و بالقوه از اسفنج ها بدست آمده که شباهت قابلتوجهی با متابولیت های میکروارگانیسم های مرتبط با آنها دارند از این رو باکتری های همزیست اسفنج یک منبع بسیار فعال برای تولید آنتی بیوتیک ها محسوب می شوند (Devi et al., 2010 ).
1-4 اهمیت کاربرد ارگانیسم های دریایی افزایش کاربردآنتی بیوتیک های خاص در پزشکی،دامپزشکی،کشاورزی، وجود مشکلات فراوان در بیماری های مشترک انسان و دام،مقاومت استافیلوکوکوس اورئوس به متی سیلین(MRSA)، مقاومت استافیلوکوکوس پنومونیه به پنی سیلین،مقاومت انتروکوکوس و مایکوباکتریوم توبرکلوزیس به وانکومایسین وهمچنین باکتری هایی عامل عفونیت بیمارستانی که حداقل 70 درصد از آنها به یکی از داروها ی درمانی مقاوم می باشند.از این رو در حال حاضر بیش از هر زمان دیگر نیاز به یافتن کلاس های جدید آنتی بیوتیکی جهت مبارزه با مقاومت دارویی (MDR)سویه های خاص با هدف منابع درمانی دریایی مورد توجه قرار گرفته است (Devi et al., 2010).
آلودگی های قارچی شیوع جهانی پیدا کرده و آمار مرگ و میر بالاییداشته است.برخی مطالعات نشان داده که مصرف داروهای ضد قارچی و ضد ویروسی توانایی سیستم ایمنی بدن را کاهش دادهو نیزمصرف داروهای ضد قارچی به دلیل اثرات جانبی محدوده شده اند. با وجود مقاوم شدن سویه های قارچی به تریازول(Triazol) بایستی ترکیبات جدیدتر و قوی تری جهت مهار رشد قارچ های بیماریزا و البته بدون اثرات جانبی استخراج شوند.(Joseph and Sujatha, 2011)
ارگانسیم های دریایی منابع غنی از متابولیت های ثانویه هستند ساختار ترکیبات جدید شیمیایی و فعالیت بیولوژیکی منحصر به فرد دارند. تاکنون افزون بر 15000 ترکیب مختلف از موجودات دریایی استخراج شده (Dhinakaran and Lipton, 2012)که بیش از 5000 نوع ترکیب و 800 آنتی بیوتیک جدید از 500 گونه ی اسفنج دریایی کشف شده است (Darah et al., 2011).
1-5اسفنج های دریایی منابع غنی از ترکیبات فعال زیستیازآنجایی که اسفنج ها دارای سیستم دفاعی کمی هستندو از نظر اکولوژی شیمیایی جهت دفع حیوان مهاجم توسعه ی کمی یافته است جهت بقاء گونه ی خود به توانایی آنها برای مقابله و تضعیف موجودات مزاحم زیستی ، مهار میکروب های بیماری زا و ارگانیسم های آلوده کننده ی دیگر بستگی دارد. (Newboldetal., 1999).
تحقیقات نشان داده که متابولیت های ثانویه ی اسفنج احتمالا نقش مهمی در دفاع اسفنج علیه برخی خطرات زیستی دارند (Newbold et al.,1999).درنتایج تحقیق دیگر بیان شده که تولید متابولیت های ثانویه اسفنج در حفظ زیست محیطی آنها در برابر مهاجمان،شکارچیان و دیگر رقبا نقش تعیین کننده ایدارند(Devi et al., 2010).در واقع اسفنج ها بیشترین تولید کننده ی ترکیبات جدید هستند که هر ساله بیش از 200 متابولیت از آن ها گزارش می شود علاوه بر این بیشتر ترکیبات مشتق شده از اسفنج مانندترکیبات ضد سرطانی و ضد التهابی در آزمایش های بالینی و پیش بالینی (Jonson et al.,2012). از رده ی Demospongiae می باشد (Dhinakaran and Lipton et al.,2012).
1-6 تنوع متابولیت های ثانویه اسفنج دریایی طیف وسیع متابولیت های ثانویه ازجمله مشتقات آمینواسیدها،نوکلئوزیدها، ماکرولیدها، پورفیرین ها، ترپنوئیدها، آلیفاتیک ها، اسیدپراکسیدها استرول ها، مواد زیست فعال استخراج شده ازاسفنج دریایی بوده و مشتقات ترپن ها،استرول ها،پپتیدهایحلقوی،آلکالوئیدها،اسیدهایچرب، پروکسیدهاوآمینواسیدها (اکثرأ هالوژنی می باشند ) از میکروارگانیسم های همزیست با اسفنج دریایی استخراج شده (Joseph and Sujatha, 2011 ) که در مواردخاص مربوط به بیوتکنولوژی مواد دارویی (با خاصیت ضدسرطانی،ضد باکتریایی،ضد قارچی،ضد ویروسی،ضدالتهابی)گسترش فراوانی یافته اند(Johnson et al., 2012).1-7نقش ترکیبات طبیعی دریایی در زندگی انساندر حال حاضر ترکیبات طبیعی نقش بسیار زیادی در علوم پزشکی و دارویی ایفا می کنند. در این میان ترکیبات طبیعی با منشاء دریایی در سال های اخیر بسیار حائز اهمیت می باشند. به نظر می رسد وجود ترکیباتی با ساختار استروژنی و اتم های هیدروژن دار (به دلیل محیط زیست جاندران دریایی در آب چنین ساختارهایی شکل می گیرند) این ویژگی آن ها را از سایر ترکیبات طبیعی متمایز می نماید(خاکشور و همکاران، 1391) .
شروع اولین مطالعات دارویی اسفنج ها سال 1950 با استخراج نوکلئوزیدهای spongothymidine وspongouridine از اسفنج دریاییCryptoethya crypta بوده که این نوکلئوزیدها پایه سنتز اولین عاملهای ضد سرطانی دریایی Ara-Cو ضد ویروسیAra-Aبوده اند. Ara-C برای درمان بیماری های لوسمی و لنفومی انسان کاربرد بالینی پیدا دارند (Dhinakaran and Lipton, 2102).
Nigrelli و همکاران در سال 1959 اولین گزارش عصاره ضد میکروبی اسفنج را ارائه کردند. بعداز آن شمار زیادی از گزارشات در زمینه استخراج عصاره ضد میکروبی از اسفنج دریایی به دست آمد امادراین میان بررسی هایی در مورد میکروارگانیسم های بیماری زای انسانوجود نداشته است (Newbold et al.,1999).
به دلیل افزایش بیماری های خطرناک از قبیل سل،ایدز،مالاریا و سرطان ها ایده ی کشف مواد جدید از موجودات دریایی و به طور خاص اسفنج ها اوج گرفت(Dhinakaran and Lipton, 2012).
1-8 متابولیت های فعال زیستی اسفنج دریایی با خواص دارویی1-8-1 متابولیت های اسفنج دریایی با خواص ضد پاتوژنی تحقیقات نشان داده استعصاره ی اسفنجHalicloa exigusعلیه قارچ هایAspergillus, Candida albicans , Cryptococcus neofromans, fumigatesوCandida
parapsiloisاثر ضد قارچی، عصاره ی اسفنج هایAmphimedon viridi وNeopetrosia sp.اثرضد لشمانیایی ،عصاره ی اسفنج هایChondrosia reticulate ,Halichondria sp.
وAxinyssa sp. خاصیت ضد سل،عصاره ی اسفنج Phakelliaventilabrum خاصیت ضد مالاریایی، عصاره ی اسفنجTopsentia sp.خاصیت قوی همولیتیک کننده اریتروسیت های خون تازه ی خوک و عصاره ی اسفنج Myrmekioderma styxخاصیت بارز هموگلوتینه کردن را داشته اند (Dhinakaran and Lipton,2012).
״Bugniو همکاران در سال 2004،همچنین Lu و همکاران در سال 2007از اسفنج Acanthella cavernosa در فلیپین یک سریKalihinol استخراج کردند که توانایی مهار باکتری سنتز کننده ی فولات (فولیک اسید) را دارند.( Joseph andSujatha, 2011)״
1-8-2 متابولیت های اسفنج دریایی با خواص ضد سرطانیدر سازمان ملی سرطان NCI (National Standards Institute)بیش از 90 ترکیب سیتوتوکسیک ضد تومور جدیدجهت بررسی اثر مثبت در بخش سلول های توموری بر حیوانات آزمایشگاهی مورد توجه قرار گرفت. مشکل بزرگ تولید داروها از موجودات دریایی جداسازی و خالص سازی خیلی اندک ماده زیست فعال طبیعی می باشد (Joseph and .Sujatha, 2011).
״ TuckerوAnil در سال2000 به اثر ضدباکتری باکتری های همزیست اسفنج Ircinia ramoseاشارهداشتند که اهمیت ضد توموری دارد و در مدل های پیش بالینی بر دامنه عظیم سل لاین ها موثر بوده است (Joseph and Sujatha, 2011)״.
1-8-3 متابولیت های اسفنج دریایی با خواص آنتی بیوتیکی اسفنج دریاییAplysina caissara متعلق به راسته یVerongidaدارای ترکیباتFistyralin-3 و 11-hydoxyaerothioninمی باشد که علیهE.coli و P.aeruginosa فعالیت متوسط آنتی بیوتیکی دارند.اسفنجIrciniasp. دارای مولکول هایی است که از نظر زیستی فعال هستند و نشان دهنده ویژگی های آنتی بیوتیکی قوی،ضد درد و ضد التهابی می باشند (Dhinakaran and Lipton,2012).
اسفنجAplysina cavernicola دارای ترکیباتAeroplysinin , aerthionin , و دیگر مشتقات دی برمو و دی کلروتیروزین است که دارای برخی فعالیت آنتی بیوتیکی علیهB.subtilis , P. vulgaris می باشد.از اسفنجSuberites domuncula یک لکتینKDa 27 خالص سازی شد که اثر ضد باکتری علیهE.coli و Staphlococcus aureusرا نشان داده است (Dhinakaran and Lipton,2012).
1-9 ترکیبات فعال زیستی اسفنج دریایی در مرحله کاربردبالینیپتانسیل برخی داروهای زیستی از تولیدات طبیعی مورد توجه بخش داروشناسی قرار گرفته اند که کاربرد های متنوع دارند.برای مثال نوکلوئید آرابینوز از اسفنج Cryptotethya crypta اثرضد ویروسی و ضدسرطانی داردو کاربرد بالینی نیز پیداکرده است. از اسفنج Luffariella variabilis مانوآلدئیدی بدست آمده که خاصیت ضدالتهابیدارد (Joseph and Sujatha, .2011).
بسیاری داروهای دریایی از تولیدات طبیعی بی مهرگان دریایی، بطور غالب ازاسفنج ها در مراحل پایانی آزمایش های بالینی یا در مرحله ی تجاری شدن می باشند برخی از این داروها)Ara-A ضد ویروس(،Ara-C )ضد سرطان(، مونوآلدئید(مهار کننده ی فسفولیپازA2 ) وارد بازار شده اند و IPL51602 (ضدالتهابی)،KRN7000(ضدسرطان)، LAF389(ضدسرطان)، HTI286(ضدسرطان)،Discodermlide (ضدسرطان) در مراحل آزمایش بالینی قرار گرفته اند(Joseph and Sujatha, 2011).
1-10اهمیت مسئلهبا توجه به افزایش مقاومت پاتوژن های بیماری زای انسانی امروزه تحقیقات در زمینه ی اثرات عصاره ی اسفنج های دریایی در زمینه ضد سرطانی،ضدمالاریایی،ضد التهابی،ضدمیکروبی،ضد قارچی،ضدسل ،ضدایدز و ... در سراسر جهان به منظور استخراج مواد زیست فعال به عنوان داروی هایی با منشا زیستی ضروری می باشد.
1-11اهداف تحقيق:بررسی پتانسیل ترکیب زیست فعال اسفنج های خلیج فارس
استخراج عصاره ضد ميكروبي از اسفنج هاي خليج فارس
بررسی اثر عصاره استخراج شده بر پاتوژن های انسانی
سنجش حداقل غلظت مهار كنندگيMIC(Minimum inhibitory concentration) و حداقل غلظت باكتريايي MIB(Minimum concentration bacteria )فصل دوممروری بر پیشینه ی پژوهش2-1خاصیت ضد میکروبی باکتری های همزیست اسفنج دریاییNewbold و همکاران در سال 1999عصاره 33 گونه اسفنج دریایی را جهت بررسی اثر ضد میکروبی آنها علیه میکروب های دریایی استخراج کرده که 48% از آنها حداقل بر یک باکتری اثر مهار کنندگی رشد را نشان دادند(Newbold et al., 1999).
2-2 خاصیت ضد باکتری عصاره اسفنج دریاییSaid و همکاران در سال 2010 از میان 18 عصاره اسفنج دریایی بررسی شده جهت سنجش اثر ضد میکروبی، 12عصاره(66.7%) نشان دهنده فعالیت ضد میکروبی بر یک یا چند میکروب از درجه مقیاس تاثیر ضعیف تا قوی بودند.وی قطر ناحیه مهارکنندگی 6 تا 10 میلی متر را ضعیف و قطر 11تا 20 میلی متر را خوب و بیشتر از 20 میلی متر را قوی در نظر گرفت. طبق مشاهدات وی عصاره ی اتیل استات از اسفنج گونه هایHalichondrida sp و Oceanopia spبر مخمر Candidaalbicans اثر مهار کنندگی خوب را نشان دادند .
عصاره اتیل استات اسفنج گونه های .Oceanopia sp،Agelas mauritaniaHymeneciadon sp. وعصاره ی هگزانTedaniasp.بر قارچCryptococcus neoformans نشان دهنده اثر خوب تا قوی می باشد .
عصاره یHalichondria spبر باکتری Bacillus anthracisاثر قوی و برProteus mirabilis وStaphlococcus aureusاثر خوب را نشان داد. عصاره اتیل استات Oceanopia sp. بر Bacillus anthracis ، Proteus Mirabilis، S. aureus وShigella dysentriae اثر مهار کنندگی خوب را نشان داد.در میان 18 عصاره مطالعه شده 6عصاره (33.3%) هیچ اثر ضد باکتری یا ضد قارچی نداشته اند و شامل عصاره اتیل استات اسفنج دو گونه ی .Cliona sp،یک گونه ازHalichondria sp.،یک گونه ازPseudoceratina clavata و یک گونه از Suberites sp.و همچنین عصاره ی هگزانی .Myxillina sp می باشند(Said et al., 2010).
2-3 عصاره متانولی ضدباکتریایی و ضد قارچی اسفنج Haliclona sp.Darah وهمکاران در سال 2011 نمونه ی اسفنجHaliclona sp.از سواحل مالزی را خشک کرده و عصاره متانولی آن را تهیه نموده بر کشت های میکروبی باکتری گرم مثبتMRSA (استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین)، گرم منفی، قارچ هاو مخمرهایC.albicans وutillisC.آزمایش کردند. عصاره متانولی برB.cereus, B.,A.anitratus ,ErwiniaspB.subtilis,spizizenii.و MRSA موثر بوده در حالی قارچ ها و مخمر های دیگر هیج نوع حساسیت به این عصاره نداشته اند.
2-4 عصاره متانولی ضدباکتریایی و ضد قارچی اسفنج Sigmadocia pumila ایساک و لیپتون در سال 2012 با تهیه عصاره متانولیاسفنجSigmadocia pumila سواحل هند و سنجش آن بر میکروب های بیماری زای انسان از جمله باکتری های گرم منفیE.coli ,K pneumonia,P. putida ,S. liquefaciene اثر مهار کنندگی رشد را نشان داد در حالی که بر باکتری های گرم مثبت جز S. aureus بر سویه های دیگر بی اثر بود .(Isaac and Lipton, 2012)
2-5 عصاره متانولی ضدباکتریایی و ضد قارچی اسفنج Zygomycale sp.Manjusha و همکاران (2012) عصاره متانولی اسفنج دریاییZygomycale sp. تهیه و بر چند سویه باکتری و قارچ بیماری زای انسانی بررسی کرده اند، این عصاره اثر ضدباکتری علیه باسیلوس مگاتوریوم،کلیبسلا پنومونیه ،استرپتوکوکوس پیوژنز و اثر ضد قارچی علیه Rhizomucor miehei، کاندیدا آلبیکنس،آسپیرژیلوس نیجر و آسپیرژیلوسفمگاتوس را نشان داد،عصاره ای اسفنج بر باکتری گرم مثبت 77%، گرم منفی35% و بر مخمر %32 اثر مهار کنندگی دارد،با تجزیه و تحلیل عصاره بوسیله کروموتوگرافی GC-MS طیف گسترده ای از مواد شیمیایی با عملکرد متنوع در میان مواد زیست فعال شناسایی شده که تنوع پلی کیتیدها،آلکالوئیدها ،اسیدهای چرب ، پپتیدها و ترپنوئیدها بیشتر بوده که دارای اثر ضدمیکروبی، ضد سرطانی و ضد توموری می باشند.
جدول 2-1ترکیبات فعال زیستی و در صد فراوانی آن هادرعصارهاسفنج در یایی Zygomycale sp.
(Manjusha et.al.,2012)
2-6 بررسی اثر ضد قارچی چهارنوع عصاره از نه گونه اسفنج دریاییPalpandi و همکاران )2013( نه گونه اسفنج دریایی از آبهای ساحلی جنوب شرقی هند را جهت بررسی اثر ضد قارچی عصاره آنها جمع آوری کرده سپس عصاره هایی با حلال های متفاوت از جمله عصاره اتانولی ، متانولی، استون و کلروفرمی به دست آوردند و علیه 9 سویه قارچ بیماریزا انسانی بررسیکرده،نتیجه بررسی آنها 4گونه اسفنج از رده یKeratosida(Psammaplysilla, spongia officinalis Var.ceylonesis, Hyattella cribriformis,purpurea, Dysiclea fragilis) نسبت به اثر ضد قارچی عصاره کلروفرمی می توان در تهیه داروهای منحصر به فرد از آنها استفاده کرد، این رده اسفنج بر قارچ هایC.albicans, A.niger, A.fumigatus, A.flavus موثربوده اند. Palpandi وهمکاران ذکر کردند که عصاره های متانولی و استونی در این تحقیق اثر ضد قارچی ندارند.
2-7 خواص ضد باکتریایی عصاره اسفنج Axinella sinoxea از جزیره لارک خلیج فارسدر تحقیق ناظمی و همکاران در سال 1390 عصاره ها یی از اسفنج دریاییAxinella sinoxeaدر غلظت های متفاوتی مورد آزمایش مهار کنندگی رشد باکتریایی قرار گرفت که حداقل غلظت مهار رشد عصاره دی اتیل اتری برای E.coli برابر10 میلی گرم بر میلی لیتر و عصاره متانولی 40 میلی گرم بر میلی لیتر می باشد و عصاره آبی بی اثر بود. عصاره متانولی ،دی اتیل اتری و آبی بر باکتری aeruginosaP. بی اثر بوده و توانایی مهار رشد باکتری را نداشته اند حداقل غلظت مهار رشد باکتری عصاره دی اتیل اتری بر باکتری B.subtilisبرابر 20 و عصاره متانولی 40 میلی گرم بر میلی لیتر گزارش شدعصاره آبی بر این باکتری نیز بی اثر است و حداقل غلظت مهار رشد عصاره دی اتیل اتر بر باکتری S.aureus برابر 075/0و عصاره متانولی 10 میلی گرم بر میلی لیتر و عصاره آبی بی تاثیر گزارش شد.
فصل سوممواد و روش ها-38735714375003-1نمونه برداریدر مهر ماه 1393نمونه برداری یک گونه اسفنج دریایی با روش SCUBA از اعماق 15 تا 20 متری جزیره هرمز انجام شد(تصویر شماره3-1). طبق گفته غواصان این اسفنج بر سازه کشتی قدیمی غرق شدهقرار داشت(تصویر شماره3-2).نمونه هادر محل با آب دریا شسته شده تا رسوبات و گل ولای آنها تمیز شود سپس مقداری از نمونه ها درالکل 100% (Palpandi et al., 2013)و مقداری نیز در هوای اتاق و دور از تابش نور مستقیم خورشید جهت خشک شدن قرار گرفتندDarah et al., 2011)( بخشی از نمونه در ازت مایع به آزمایشگاه منتقل شدند(Zeng et al.,2013 ).

تصویر 3-1 محل نمونه برداریدر تصویر فوق محل نمونه برداری با نشانک قرمز رنگنشان داده شده است.

تصویر3-2 اسفنج دریاییCallyslpongia sp. از جزیره هرمز خلیج فارس3-2 تهیه عصاره اسفنج دریایی3-2-1 تهیه عصاره اسفنج خشک شدهنمونه اسفنج خشک شده را با اسکالپل به قطعات ریز درآورده در ظرف شیشه ای درب دار ریخته و نسبت حجم1 : 1 از حلال ها را روی آن ریخته (حجم 20میلی لیتر متانول و 20 میلی لیتر دی کلرومتان ) درب بطری را محکم بسته و به مدت 24 ساعت در محلی تاریک و دور از گرما قرار دادهDarah et al., 2011)(،بعد از24 ساعت محلول یک فاز شیری رنگ در وسط و دو فاز کاملا شفاف بالا و پایین آنایجاد کرده(تصویرشماره 3-3).بطری را چند مرتبه به آرامی هم زده سپس قطعات اسفنج را فشرده از بطری خارج کرده و جهت حذف رسوبات اضافی محلول را با استفاده کاغذ صافی واتمن شماره 1 فیلتر کرده حلال اضافیمحلول بدست آمده (تصویر شماره 3-4)را با استفاده از دستگاه روتاری Heidolph مدل Laboreta 4011digital (تصویر شماره 3-5) با تنظیم دمای 40 درجه سانتی گراد، چرخش 100 دور در دقیقه و ایجاد شرایط خلاء حذف کرده، حجم نهایی عصاره 15میلی لیتر بدست آمد با حرف لاتین D نام گذاری شده(تصویر شماره 3-6) بعد از رسیدن دمای عصاره به دمای محیط در دمای 4 درجه سانتی گراد جهت آزمایشات بعدی نگهداری شد.

تصویر 3-3 اسفنج خیس شده در حلال و فاز میانی ایجاد شده
تصویر3-4 محلول عصاره گیری بعد از فیلتر کردن با کاغذ صافی واتمن شماره 1
تصویر 3-5 دستگاه روتاری Heidolph مدل Laboreta 4011digitalتصویر3-6 عصاره اسفنچ بعد از تبخیر حلال با استفاده از دستگاه روتاری3-3-2 تهیه عصاره الکلیاسفنجنمونه اسفنجی را که در الکل نگهداری شده بود از الکل خارج کرده در محیط آزمایشگاه برکاغذ صافی تمیز قرار داده تا الکل آن تبخیر شود سپس چندین مرتبه با سرم فیزیولوژی استریل شستشو داده و دوباره تا خشک شدن آن صبر کرده اسفنج را به قطعات ریزی در آورده در بطری شیشه ای درب دار قرار داده سپس نسبت حجم 1 : 1 از حلال ها را روی آن ریخته (حجم 15 میلی لیتر متانول و 15 میلی لیتر دی کلرومتان برای 50 گرم اسفنج بعد از تبخیر الکل) درب بطری را محکم بسته و به مدت 24 ساعت در محلی تاریک دور از گرما قرار داده بعد از گذشت 24ساعت سه فاز حلال بدست آمده بود بطری را چند مرتبه به آرامی هم زده و سپس قطعات اسفنج را فشرده و از بطری خارج می کنیم محلول را جهت حذف رسوبات اضافی با استفاده از کاغذ صافی شماره 1 واتمن فیلتر کرده محلول بدست آمده با استفاده از دستگاه روتاریحلال اضافیرا حذف کرده10 میلی لیتر حجم نهایی عصاره بدست آمدهبا حرف لاتین E نام گذاری شد. عصاره بدست آمده در دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری شد(Palpandi et al., 2012).
3-2-3تهیه عصاره اسفنج منجمد
اسفنج منجمد در فریز 80- روی کاغذ صافی تمیز قرار داده تا یخ آن ذوب شود سپس با سرم فیزیولوژی استریل شسته دوباره تا خشک شدن آب آن صبر کرده اسفنج را به قطعات ریز در آورده و نسبت حجم 1:1 حلال (Newbold et al., 1999) روی آن ریخته و مانند مراحل بند فوق ادامه می دهیم
3-3 تهیه میکروب و قارچ های بیماری زای انسان جهت انجام این پروژه سعی شده از میکروب و قارچ های بیماری زای انسان استفاده گردد، میکروب ها از آزمایشگاه میکروبیولوژی بیمارستان ولی عصر خرمشهر شاملباکتری گرم منفی اشریشاکلای، باکتری های گرم مثبت استافیلوکوک اورئوس، گونه شیگلا (تصاویر 3-7،3 -8 و3-9) بوده است. نمونه های قارچ از بخش قارچ شناسی دانشگاه جندی شاپور اهوازشامل آسپرژیلوس فلاوئوس،پنی سیلیوم و مخمر کاندیدا آلبیکنستهیه گردید.
3422651017270
تصویر3-7محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس12852401945640تصویر 3-8 محیط کشت اشریشاکلای00تصویر 3-8 محیط کشت اشریشاکلای-1819275859155تصویر 3-9 محیط کشت شیگلا00تصویر 3-9 محیط کشت شیگلا
3-4کشت میکروب و قارچبعداز انتقال میکروب و قارچ ها به آزمایشگاه میکروبیولوژی دانشگاه در محیط کشت تازه (میکروب در نوترینت آگار و قارچ در ساب دکستروزآگار)کشت داده شدند.دمای انکوباتور جهت رشد میکروب 37 درجه سانتی گراد به مدت 24 تا 48 ساعت و برای قارچ 30درجه سانتی گرادبه مدت 24تا 72 ساعت می باشد (Darah et al., 2011).
3-5 استخراج DNAو شناسایی مولکولی اسفنج گونه callyspongia sp.3-5-1 استخراجDNAمقدار 80 تا 100 گرم ازنمونه اسفنجی که در الکل نگهداری شده بود را بر فویل آلومینیومی استریل قرار داده بعداز تبخیر الکل آن در هاون چینی آزمایشگاهی استریل با کمی نیتروژن مایع پودر کرده (تصویر شماره 3-10 )سپس پودر اسفنج را در میکروتیوب ریخته مقدار 630 میکرولیتر محلول1%CTAB(در دمای 60 درجه سانتی گراد بن ماری گرم شده)بر آن ریختهسپس 70 میکرولیتر2%SDS (pH برابر8)و5تا7 میکرولیتر پروتئیناز Kبه آن افزودهوبه مدت یک شب در بن ماری 55 درجه سانتی گراد قرار داده شد.درمرحله بعدی استخراج DNA میکروتیوب ها را از بن ماری خارج کرده 240 میکرولیتر محلول نمک طعام 5/1 مولار، 2 میکرولیتر بتا کاپتواتانول(Kennedy et al., 2008)به آن اضافه کرده و برای تسهیل لیز شدن بافت اسفنجی میکروتیوب ها را در بن ماری 37 درجه سانتی گراد به مدت 15 دقیقه گذاشته، در مرحله بعد 250 میکرولیتر کلروفورم (زیر هود اضافه می شود) اضافه کرده و15 دقیقه در 12000 دور و دمای 4 درجه سانتی گراد سانتریفیوژمی شوند et al.,2008). (Kennedy.

تصویر 3-10 اسفنج پودر شده با استفاده از نیتروژن مایعدر مرحله بعد فاز بالایی را به آرامی با سمپلر استریل جدا کردهدر میکروتیوب جدید ریخته و 700 ماکرولیتر ایزوپروپانول (از قبل در فریز بوده است) اضافه کرده به آرامی میکرو تیوب ها را سر و ته کرده و مجددا در 12000 دور دمای 4 درجه سانتی گراد به مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ کرده رسوب سفید رنگ ته نشین شده توده DNA می باشد.ایزوپروپانول را به آرامی ریخته، در هوای اتاق 3 تا 4 دقیقه قرار داده سپس مقدار 500 ماکرولیتر الکل 70 درصد با 8000دور، دمای 4 درجه سانتی گرادبه مدت 5 دقیقه سانتریفیوژکردهفاز رویی را خالی کرده و برای تبخیر الکل به مدت 30 دقیقه میکروتیوب را در مکان تمیز در آزمایشگاه قرار داده سپس 50 تا 100 میکرولیتر آب مقطر استریل درون میکروتیوب ریخته و در یخچال نگهداری شد (Kennedy et al.,2008).
3-5-2 بررسی کیفیتDNAجهت اطمینان از بدست آمدنDNA مطلوب محلول نهایی فوق از ژل آگاروزراناستفاده کردهبه این صورت که 3/0 گرم آگاروز را با 30 میلی لیتر محلول TE حل کرده،بعد از ژله ای شدن، DNA را با سمپلر استریل درون چاهک ها تزریق کرده سپسبا استفاده از دستگاه الکتروفوروز افقی با ولتاژ 75 به مدت 40 دقیقه این عمل انجام گرفت.
3-5-3 PCR مواد PCR عبارت اند ازµ5/0dNTPs ، بافرµ5/2(Tris،KCL ،pH 8/4 )، µ1MgCL2، پرایمرهاµ1،Taq DNA پلیمراز µ3/0و رشته های الگو Co1MT- µ1. دمای موثر در فرآیندPCR 50 درجه سانتی گراد بوده است (Kennedy et al.,2008). بعد از بارگذاریمحصول PCR بر ژل آگاروز مقدار باندهای بدست آمده را با استفاده از مارکر DNA Ladder1Kb –RTUمقایسه گردید)تصویر 3-13 ).
3-6سنجش میکروبی3-6-1آزمون حساسیت آنتی بیوتیک کربی بایرآزمون کربی بایر سنجش حساسیت باکتری نسبت به رقت های مختلف آنتی بیوتیک استبه این صورت که دیسک های آغشته به آنتی بیوتیک را بر محیط کشت باکتری قرار می دهند در اطراف دیسک باکتری رشد نمی کند قطراطراف دیسک را منطقه ی مهاری رشد می نامند. اندازه قطر این منطقه بستگی به میزان اثر آنتی بیوتیک بر رشد آن باکتری دارد.هرچه آنتی بیوتیک اثر قویتری داشته باشد منطقه مهاری بزرگتری ایجاد می گردد.غلظت آنتی بیوتیک با دور شدن از دیسک کمتر می شود در نتیجه مقدار کلنی ها نزدیک تر کمتر یا بدون هیچ کلنی می باشد از این برآورد برای میزان انتشار اثر آنتی بیوتیک استفاده می شود(Johnson et al.,2012).
مواد ضدباکتری به دو دسته موادباکتریواستاتیکی یا مهارگر باکتری و باکتریوسیدالی یا مواد کشندهباکتری تقسیم می شوند.باکتریواستاتیک به هر ماده ای که می تواند رشد باکتریها را متوقف واز تقسیم باکتری جلوگیری کند، باکتریوسیدال به موادی که قابلیت نابود سازی مستقیم باکتری را داشته باشد می گویند.
3-6-2 بررسی اثر ضد میکروبی عصاره اسفنج . Callyslpongia sp خشک شدهجهت سنجش اثر ضد میکروبی عصاره اسفنج، ابتدا محیط کشت مولر هینتون آگار تهیه شد سپس هریک از میکروب ها به روش خطی کشت داده شدند و مقدار 20 میکرولیتر از عصاره Dبر دیسک دیفیوژن بلانک 6 میلی متری ریخته با پنس استریل به آرامی روی محیط کشت درنقاط مختلف قرار داده، برای کنترل منفی از حلال هایی که عصاره از آن تهیه شده بود استفاده گردید و برای کنترل مثبت دیسک آنتی بیوگرام نیتروفلوستاتین و جنتامایسین به کار رفت.قطر هاله عدم رشد باکتریبا استفاده از خطکش میلی متری اندازه گیری شد (et al.,2011. Darah).
3-7-3بررسی اثر ضد میکروبی عصارهالکلی اسفنج Callyslpongia sp.کشت میکروب و کنترل منفی و مثبت مانند بندفوق) 3-6-2) انجام شد و قطر هاله ایجاد شده با استفاده از خط کش میلی متریاندازه گیری شد.
3-6-4بررسی اثر ضد میکروبی عصاره اسفنج منجمد شده Callyslpongia sp.کشت میکروب و کنترل منفی و مثبت مانند فوق) 3-6-2) انجام شد و قطر هاله ایجاد شدهبا استفاده از خط کش میلی متریاندازه گیری شد.
3-6-5(MinimumInihibitory Concentration)MICو )MBC(Minimum BacteriaConcentrationMIC(MinimumInihibitory Concentration)حداقل غلظت مهاری یا غلظتی از آنتی بیوتیک است که می تواند رشد باکتری را در شرایط آزمایشگاهی مهار کند(Subramani et al.,2013). در این تحقیق سه رقت از عصاره تهیه شد و هریک در محیط کشت مایع نوترینت براث بر میکروب ها تلقیح شد، بعد از 24 ساعت انکوباسیون کدورت محیطکشت ها با دستگاه اسپکتروفتومتری اندازه گیری شد.
MBC(Minimum BacteriaConcentration) حداقل غلظت باکتری یا حداقل تعداد کلنی باکتری می باشد.اگرهریک ازMIC بر محیط کشت مولر هینتون آگارکشت داده شود تعداد کلنی ایجاد شده را شمارش کرده مقدار MBC به دست خواهد آمد. نسبتMIC به MBC شاخص باکتریواستاتیک به باکتریوسیدال می باشد(Johnson et al.,2012).
3-7کدورت سنجی محیط کشت میکروبی مایع3-7-1تهیه سوسپانسیون میکروبی 5/0 مک فارلندمقدار 175/1 گرم کلرید باریم را در 100 سی سی آب مقطر حل کرده در ارلن دیگر اسید سولفوریک 1% تهیه کرده سپس 5/0 سی سی محلول کلرید باریم را به 5/99 سی سی اسید سولفوریک 1%اضافهکرده حجم نهایی را به 100 سی سی رسانده، محلول بدست آمده کدر همان کدورت 5/0 مک فارلند معادل کدورت 108×1 باکتری می باشد(Darah et al.,2011).
درتصویر 3-18 لوله آزمایش سمت راست حاوی سوسپانسیون میکروبی، لوله سمت چپ محلول 5/0 مک فارلند ولوله وسط آب مقطر به عنوان شاهد می باشد.

تصویر 3-11 مقایسه محلول های میکروبی 5/0 مک فارلند و کلرید باریم3-8-1رقت مهار کننده های رشد میکروبیدر زیست شناسی و پزشکی رقت به منظور کاهشغلظت موجودات زنده ی میکروسکوپی یا تعداد سلول های نمونه مورد استفاده قرار می گیرد .به عنوان مثال تعداد و اندازه ی کلنی باکتری ها در پلیت آگار در یک زمان معین رشد وابسته به غلظت آنهاست بیان مقدار حداقل غلظتی که می تواند اثر مهار کنندگی رشد میکروبی را داشته باشداست (http://en.wikipe dia.org/wiki/serial_dilution).
3-8-2دستگاه اسکتروفتومتریدستگاه اسپکتروفتومتری جهت سنجش مقادیر کدرورت محلول ها می باشد.هر ترکیب در محدوه ی خاصی از طول موج نور راعبور می دهد.این محدوه تجربی بدست می آید.اسپکتروفتومتری اندازه گیری جذب یا انتقال نور توسط ماده شیمیایی می باشد .اگر نمونه هیچ نوری را جذب نکند یعنی تمام نور را عبور داده در این صورت نمونه روشن به نظر می رسد و اگر نمونه تمام نور را جذب کند و هیچ نوری را عبور ندهد نمونه تیره می باشد.طیف سنج مرئی را در محدوه ی ماورابنفش(400-185 نانومتر)و در محدوه ی (700-400نانومتر) از اسپکتوفتومتری الکترومغناطیسی قابل مشاهده است .در طیف سنج IRمحدوده ی 700-1500 نانومتر اسپکتوفتومتری مادون قرمز قابل مشاهده است .نمونه های آزمایشگاهی در این تحقیق با طیف 610نانومتر سنجیده شد (Said et al., 2010).
در این تحقیق اندازه گیری مقدار کدورت محیط های کشت میکروبی بعداز اضافه عصاره به آن می باشد به این صورت که مقداری از محیط کشت انکوباته شده را در جایگاه نمونه قرار داده نور از آن جایگاه عبور کرده و برحسب روشنی و تیرگی آن،جذب نمونه می شود بقیه نوری که از نمونه عبور می کند با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود.
(3-1) T=ITI0IT مقدار نوری است که از جایگاه نمونه عبور می کند.
I0 مقدار نوری است که بعد از جذب از نمونه عبور می کند.
مقدار جذب نور از فرمول زیر محاسبه می شود
A=-logT =-logITI0(3-2) A نور جذب شده توسط نمونه
T مقدار نوری که از نمونه عبور می کند
3-8 رقیق سازی عصاره اسفنج Callyslpongiasp. خشک شده و سنجش MIC3-8-1رقیق سازی در این تحقیق رقیق سازی عصاره به این صورت که رقت شماره یک عصاره با برداشتن 3 میلی لیتر از عصاره و اضافه کردن 7 میلی لیتر آب مقطر استریل به آن (رقت شماره1)، رقت شماره دو نیز 3 میلی لیتر از رقت شماره یک برداشته و به آن7میلی لیتر آب مقطر استریل افزوده و برای تهیه رقت شماره سه از رقت شماره دو، 3 میلی لیتر برداشته و با 7 میلی لیتر آب مقطر استریل مخلوط شده است.
بعد از تهیه سه رقت متفاوت 1، 2 ، 3 (تصویر شماره3-12) محیط کشت نوترینت براث(NB)25 میلی لیتر، 250 ماکرولیتر سوسپانسیونباکتری 5/0 مک فارلند، 20 ماکرولیتر از رقت مورد نظر در لوله های آزمایش اضافه کرده و در انکوباتور با دمای ساعت 18 مدت به℃37قرار داده سپس بادستگاه اسپکتروفتومتری مدل Unico uv-1200 (تصویر شماره3-13)، طول موج610 نانومترمقدار جذب و عبور نور اندازه گیری گردید.لوله شاهد محیط کشت بلانک حاوی نوترنیت براث و میکروب مورد نظر و برای کنترل منفی نوترینت براث، سوسپانسیون باکتری و حلال،کنترل مثبت نوترینت براث، سوسپانسیون باکتری و دیسک آنتی بیوگرام اضافه گردید (Darah et al.,2011).

تصویر3-12 رقت های مختلف عصاره اسفنج Callyslpongia sp.
تصویر 3-13 دستگاه اسپکتروفتومتری مدل Unico uv-12003-8-2MIC(MinimumInihibitory Concentration)با دستگاه اسپکتروفتومتری مقدار عبور نوراندازه گیری و با استفاده از فرمول 3-2 جذب نور محاسبه شد. مقدار نور جذب شده توسط هریک از نمونه ها به اثر گذاری عصاره و رقت موثر آن در ممانعت از رشد باکتری بستگی دارد. شاهد NB(نوترینت براث)با جذب برابر (01/0)شاهد بلانک برای همگی میکروب ها در نظر گرفته شد. برای باکتری اشریشاکلای پارامترهای، NB+Ecoli (نوترینت براث و باکتری اشریشاکلای)با جذب 1/3 به عنوان کنترل مثبت NB+E.coli+GM(باکتری اشریشاکلای به همراه نوترینت براث و جنتامایسین)با جذب 5/0 به عنوان کنترل منفی تهیه گردید.NB+shiglla(نوترینت براث وشیگلا)با جذب (3/3)به عنوان کنترل مثبت NB+Shiglla+GM(نوترینت براث،شیگلا و جنتامایسین)با جذب 5/0 به عنوان کنترل منفی،NB+S.aureus(نوترینت براث و استافیلوکوکوس اورئوس)با جذب 1/2 کنترل مثبت +GMaureusNB+S. (نوترینت براث،استافیلوکوکوس اورئوس و جنتامایسین)با جذب (9/0)به عنوان کنترل منفی تهیه گردید سپس هر یک از باکتری ها را با هریک از رقت های عصاره به طور جداگانه در لوله آزمایش حاوی نوترینت براث قرار داده شد و بعد از سپری شدن مدت رشد با دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 610 نانومتر اندازه گیری شد.3-9 شمارش و محاسبه کلنی باکتری الف) شمارش کلی میکروبی ( محاسبه استاندارد): جهت شمارش پلیت هایی انتخاب می شوند که بین 30 تا 300 کلنی داشته باشند، برابر میانگین تعداد کلنی های شمارش شده در دو پلیت ضرب در ضریب رقت بکار رفته است .
ب) محاسبه تخمینی: اگر در تمام رقت ها بیش از 300 کلونی در هر پلیت دیده شود ، سطح هر پلیت را به شعاع های مناسب تقسیم می کنیم و کلنی ها را در یک قسمت شمارش کرده و سپس تعداد کل را در ضریب مناسب ضرب می کنیم. میانگین شمارش را در دو پلیت محاسبه و در ضریب رقت ضرب و نتیجه را به عنوان تخمین شمارش کلنی گزارش می کنند.برای محاسبه MBCاز هر لوله آزمایش کهMIC آن تعین شد مقدار 20 میکرولیتر بر محیط کشت مولر هینتون آگارتلقیح شد. بعد از 24 ساعت انکوباسیون، کلنی های ایجاد شده(تصویر 3-21) بر سطح محیط کشت شمارش شد(Darah et al 2011).در این تحقیق تعداد کلنی ها از روش محاسبه ی استاندار شمارش شد.

تصویر3-14کلنی های ایجاد شده در محیط کشت میکروبی3–10 کشت قارچیهمه ی عصاره های اسفنج بر تمام محیط های کشت قارچ آسپرژیلوس فلاوئوس، پنی سیلیوم و مخمر کاندیدا آلبیکنس بدون اثر مهار رشد و کشندگی بوده اند.3-11عصاره الکلی غلیظ شدهدر این تحقیق جهت سنجش اثر عصاره گونه اسفنجCallyslpongia sp. با افزایش غلظت نسبت به کاهش حجم آن عصاره بر کشت باکتری نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای غلیظ سازی عصاره اولیه (حجم50میلی لیتر) وقتی که عصاره در دستگاه روتاری جهت حذف حلال قرار گرفته است با حذف بیشتر حلال مقداری از عصاره را برداشته A1نام گذاری شد، عصاره اولیه مجددا جهت حذف حلال بیشتر در روتاری قرار گرفت حجم آن به 25 میلی لیتر رسیدو با A2نام گذاری شد.برای سومین بار این عمل تکرار شد و حجم نهاییبه 10 میلی لیتر با نام A3 تهیه گردید.اثر 20، 30 و 40 میکرولیتر از هریک از عصاره های بر 5 میلی لیتر محیط کشت نوترینت براث و 1 میلی لیتر سوسپانسیون میکروبی مک فارلند بعد از انکوباته کردن مقدار جذب و عبور نور با دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 260 نانومتر اندازه گیری گردید.کلیه جدول و نمودار ها با نرم افزار Microsoft Office Excel 2007 طراحی و رسم شده اند.فصل چهارمنتایج4-1 شناسایی مولکولی اسفنج گونه Callyspongiasp.
باندهایPCRبا استفاده از مارکر Co1(تصویر شماره4-1)ایجاد شده در محدوده bp500 قرار دارند(تصویر شماره4-2)بعد از توالی خوانیگونه،اسفنج Callyslpongiaspجزیره هرمزبه شماره ثبت ژنیBGPM-2012با مقایسه سایر توالی گونه های ثبت شده و NCBIتایید شد در ضمن نتیجه ای از تحقیق میکروبی وبررسی قبلی این گونه در خلیج فارس ایران یافت نشد.

تصویر شماره 4-1مارکر co113208052768510000bp
0010000bp
1320801628775250bp
00250bp
1231901178560750bp
00750bp
1320801339215500bp
00500bp
5670551446530001224915145351500
تصویر شماره4-2 محدوده ی باندهای PCR4-2 خاصیت باکتریواستاتیکی و باکتریوسیدالی عصاره اسفنج Callyslpongiasp.نسبت MIC به MBC شاخص باکتریواستاتیک به باکتریوسیدال می باشدهاله ایجاد شده به معنی عدم رشد میکروب می باشد.عصاره E بر S.aureus خاصیت باکتریواستاتیکی(تصویر 4-3 ) وخاصیت باکتریو سیدالی عصاره الکلی بر میکروب های شیگلا (تصویر 4-4) و اشریشیاکلای (تصویر شماره4-5)داشته است.بعد از تلقیح عصاره به محیط کشت، مشاهده میکروب با میکروسکوپ نوری و مقایسه آن با میکروب بدون تلقیح عصاره در محیط کشت لیز شدن وتغییر فرم کلنی میکروب که نشانه توقف رشد باکتری استهمچنین اثر گذاری عصاره بر مرحله ای از رشد آن قابل ملاحظه است.
تمام عصاره ها بر رشد قارچ های مورد آزمایش بی اثر بوده اند .همانطور که در تصاویر 4-6،4-7 و4-8 قابل مشاهده است آنتی بیوتیک نیستاتین در تمام محیط کشت های قارچی هاله ای عدم رشد واضح و نسبتا بزرگی ایجاد کرده اما اطراف دیسک آغشته به عصاره هاله ای ایجاد نشده و کلنی ها در مجاورت دیسک عصاره به خوبی رشد کرده اند .
3188335550545دیسک آغشته به عصاره اسفنج
دیسک آغشته به آنتی بیوتیک
دیسک آغشته به حلال
00دیسک آغشته به عصاره اسفنج
دیسک آغشته به آنتی بیوتیک
دیسک آغشته به حلال

تصویر 4-3خاصیت باکتریواستاتیکی عصارهE بر S.aureus23876001016635عصاره الکلی بر محیط کشت میکروب شیگلا
00عصاره الکلی بر محیط کشت میکروب شیگلا

تصویر 4-4 خاصیت باکتریوسیدی عصاره الکلی بر میکروبShiglla sp.224155045085عصاره الکلی بر محیط کشت میکروب اشریشیاکلای
00عصاره الکلی بر محیط کشت میکروب اشریشیاکلای

تصویر 4-5 خاصیت باکتریوسیدی عصاره الکلی بر میکروب E.coli15240103505264096562230دیسک آغشته به عصاره
00دیسک آغشته به عصاره
194754529781500
3119755237490دیسک آنتیبیوتیک نیستاتین
00دیسک آنتیبیوتیک نیستاتین

235140511493500
2566670309245دیسک آغشته به حلال
00دیسک آغشته به حلال

19367505651500
تصویر 4-6 محیط کشت Candida albicanc300291513436600037477701193165دیسک آنتی بیوتیک نیستاتین
00دیسک آنتی بیوتیک نیستاتین
4003675725170دیسک آغشته به حلال
00دیسک آغشته به حلال
145859584137500-654685699770دیسک آغشته به عصاره
00دیسک آغشته به عصاره
326199588138000
تصویر 4-7 محیط کشت Pinicillum sp.105537089217500-881380781685دیسک آنتی بیوتیک نیستاتین
00دیسک آنتی بیوتیک نیستاتین
40036751249680دیسک آغشته به حلال
00دیسک آغشته به حلال
3002915372110003916680262255دیسک آغشته به عصاره
00دیسک آغشته به عصاره
2882265138747500
تصویر 4-8 محیط کشت Aspergillus4-3 بررسی قطر هاله عدم رشد باکتری بر اثر تلقیح عصاره اسفنجCallyslpongia spدر محیط کشت میکروبیبراثر تلقیح 20 میکرولیتر از انواع عصارهای اسفنج Callyslpongia spبه محیط کشت مولر هینتون آگارمحتوی هریک از میکروب های مورد آزمایش هاله هایی ایجاد شد که میانگین قطر آنها بعد از سه مرتبه تکرار آزمایش در جدول 4-1آورده شده است در تمام تکرار های کشت میکروبی قطر هاله با احتساب 6 میلی متر قطر دیسک دیفیوژن اندازه گیری شد.قطر هاله اطراف دیسک های آنتی بیوتیک جنتامایسین در محیط کشت اشریشاکلای 23، شیگلا 25، استافیلوکوکوس اورئوس 20 میلی متر بوده است. میانگین قطر هاله عصارهD در محیط های کشتاشریشاکلای 5/7 در شیگلا 5/8و در استافیلوکوکوس اورئوس 5/11 میلی متی اندازه گیری شد در نتیجه عصارهDاثر بهتری بر استافیلوکوکوس اورئوس داشته است.
میانگین قطر عصارهE در محیط های کشت اشریشاکلای8، شیگلا 7 واستافیلوکوکوس اورئوس 5/11 میلی متربوده است در نتیجه اثر بهتر این عصاره بر استافیلوکوکوس اورئوس می باشد(جدول4-1).
میانگین قطر عصارهF نیز در محیط های کشت اشریشاکلای 8، شیگلا 7 و استافیلوکوکوس اورئوس نیز 7میلی متر بوده است در نتیجه با اختلاف جزیی 1 میلی متری اثر این عصاره بر اشریشاکلای بهتر می باشد(جدول 4-1).
جدول 4-1 قطر هاله عدم رشد میکر وب با تلقیح عصاره های متفاوت اسفنج Callyslpongia sp. برحسب میلی مترمیکروب بیماری زا
قطر هاله عدم رشد عصاره برمیکروب* **قطر هاله
آنتی بیوتیک
Dعصاره Eعصاره Fعصاره E.coli 5/7 8 8 23
Shiglla sp. 5/8 7 7 25
S. aureus 11 5/11 7 20
* و**قطر هاله عدم رشد برحسب میلی متر ، با احتساب 6 میلی متر قطر دیسک دیفیوژن می باشد.
4-4کدورت سنجی محیط کشت در رقت های متفاوتسنجش کدورت لوله آزمایش حاوی محیط کشت نونرینت براث و باکتری تهیه شده 5/0 مک فارلند با هریک از باکتری ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 610 نانومتر در جدول 4-2 آورده شده است.NBنوترینت براث عاری از باکتری و آنتی بیوتیک به عنوان شاهد محیط کشت خالص مقدار جذب 01/0را نشان داد که شفاف ترین محلول می باشد در لوله آزمایش حاوی اشریشاکلای و نوترینت براث 3/1، لوله حاوی شیگلا و نوترینت براث مقدار جذب 3/3، لوله حاوی استافیلوکوکوس اورئوس با مقدار جذب 1/2 نشانه مقدار تراکم رشد باکتری ها در این لوله ها بود. در لوله آزمایش حاوی جنتامایسین برای اشریشاکلای و شیگلا مقدار جذب برابر5/0 و برای استافیلوکوکوس اورئوس برابر 9/0می باشد که به عنوان کنترل منفی در نظر گرفته شد. با اضافه کردن هریک از رقت ها مقدار جذب محاسبه شدهبیشترین اثر بازدارندگی رشد رقت 3 با جذب 2/1وکمترین اثر بازدارندگی رشد رقت 2با جذب 8/1 بر اشریشاکلای را نشان می دهد. در محیط کشت حاوی شیگلا رقت 1 بیشترین و رقت 3 کمترین اثر بازدارندگی رشد به ترتیب 2/1 و 8/1 را نشان می دهد.در محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس بیشترین اثر باز دارندگیبرابر6/1و کمترین برابر 9/1 بهترتیب رقت 1 و رقت 3 اندازه گیری شد.
جدول 4-2 مقدار جذب نوری در محیط کشتجذب نوری بر حسب nm محیطکشت
01/0 NB
3/1 NB+E.coli
5/0 NB+E.coli+GM
6/1 رقت1NB+E.coli+
8/1 رقت2 NB+E.coli+
2/1 رقت3NB+E.coli+
3/3 NB+Shiglla
5/0 NB+Shiglla+GM
2/1 رقت1NB+Sgiglla+
5/1 رقت 2NB+Sgiglla+
8/1 رقت 3NB+Sgiglla+
1/2 NB+S.aureus
9/0 NB+S.aureus+GM
6/1 رقت1NB+S.aureus+
7/1 رقت2NB+S.aureus+
9/1 رقت3NB+S.aureus+
4-5شمارش باکتری های زنده در آزمایش‌های میکروبی باید بتوان تعداد باکتری‌ها را شمارش کرد. این شمارش می‌تواند دریک‌سان‌سازی دوز مصرفی باکتری یا مقایسه و سنجش اثر یک ماده بر شمار باکتری‌ها به کار برده شود.روش‌های گوناگونی برای شمارش باکتری‌ها به کار می‌رود که به هدف شمارش، امکانات موجود ومایع یا جامد بودن کشت باکتری بستگی دارد.
در این تحقیق تعداد کلنی ها کمتر از 300 عدد بوده اند لذا از روش استاندارد محاسبه گردیدو نتایج در جدول 4-2 آورده شد.
جدول 4-3 شمارش میکروبی به روش محاسبه استاندارS.aureues Shiglla E.coli 1/34×1027/3×102رقت 1
2/36×1036/6×1031/73×103رقت 2
7/16×1034/13×1043/6×103رقت 3
0 0 0 NB+GM *
بی نهایت بی نهایت بی نهایت **NB+H
*NB وGM به ترتیب نوترینت براث و آنتی بیوتیک جنتامایسین می باشند.
**NB و H به ترتیب نوترینت براثو حلال به کار رفته در عصار گیری می باشند.
همانطور که در جدول 4-3 مشاهده می شود تعداد کلنی ها با به کار بردن رقت 1 عصاره اسفنجCallyslpongi sp بر محیط کشت اشریشیاکلای 7/3×102،رقت 2برابر1/73×103 و در رقت 3 برابر 6/3×103 شمارش شده اند. در محیط کشت شیگلا رقت 1 برابر4×102 دررقت 2 برابر 6/6×103 و رقت 3 برابر 4/13×104 شمارش شده اند.تعداد کلنی در محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس با رقت 1 برابر 1/3، رقت 2 برابر 2/36×103 و در رقت 3 برابر 7/16×103شمارش شده اند.BN(نوترینت براث) وGM (جنتامایسین )به ترتیب محیط کشت مایع میکروبی و آنتی بیوتیک به عنوان کنترل مثبت در لوله شاهد به همراه هریک از میکروب ها به طور جداگانه قرار گرفت و جهت کنترل منفی نیز ازNB و حلال عصاره به عنوان شاهد استفاده گردید.
4-6 نمودار مقایسه حداکثر قطر هاله های ممانعت از رشد میکروبی عصاره اسفنج دریایی. Callyslpongia spقطر هاله های ممانعت از رشد در هریک از محیط های کشت بعد از سه مرتبه تکرار آزمایش هر یک از کشت های میکروبی حداکثر قطر هاله ها در نظر گرفته شد و در نمودار 4-2 رسم گردید.همانطور که در نمودار مشاهده می شود عصاره D که مربوط به عصاره نوع خشک شده اسفنج دریایی Callyslpongia sp. می باشد حداکثر قطر15میلی متری و عصارهE که مربوط به عصاره نوع الکلی اسفنج دریایی Callyslpongiaspمی باشد با حداکثر14 میلی متر در محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس و همچنین عصارهD در محیط کشت شیگلا حداکثر قطر 10 میلی متری بشترین ارتفاع نمودار را به خود اختصاص داده اند.دیگر عصاره ها بر دیگر محیط کشت های میکروبی قطر ناچیز و بین 7 تا 8 میلی متری ایجاد نموده اند.
نمودار 4-1- حداکثر قطر هاله ممانعت از رشد میکروبی عصاره اسفنج Callyslpongia sp.D) عصاره اسفنج خشک شده ، E عصاره الکلی اسفنج، F عصاره اسفنج منجمدGM آنتی بیوتیک جنتامایسین(4-7 غلیظ سازی عصاره الکلی اسفنج دریایی sp.Callyslpongiaدر غلظتعصارهA1 درمحیط کشت اشریشاکلای در حجم 20 و 30 میکرولیتر با جذب 60/1، در محیط کشت شیگلا حجم 20میکرولیتر با جذب 52/1 و در محیط کشت استافیلوکوکوس در حجم 30 میکرولیترعصاره با جذب 50/1 بهترین اثر را نشان داد(جدول 4-4).
جدول4-4 جذب نوری عصاره A1غلیظ شده اسفنج دریایی sp.Callyslpongiaباکتری های مورد آزمایش عصاره A1 *
S. aureus
60/1
50/1
70/1 Shigella
52/1
66/1
72/1 E.coli
60/1
60/1
80/1 20
30
40
*حجم عصار برحسب میکرولیتر می باشد.
در غلظت A2 در محیط کشت اشریشاکلای در حجم 20 میکرولیتر با جذب 20/1، در محیط کشت شیگلا با حجم 30 میکرولیتر با جذب 63/1 و در محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس در حجم 40 میکرولیتر عصاره با جذب 74/1بهترین اثر را نشان داد(جدول 4-5).
جدول4-5 عصاره A2 غلیظ شده اسفنج دریایی sp.Callyslpongiaباکتری های مورد آزمایش عصارهA2*
S. aureus
96/1
75/1
74/1 Shigella
70/1
63/1
64/1 E.coli
20/1
70/1
71/1 20
30
40
*حجم عصار برحسب میکرولیتر می باشد.
در غلظت A3 در محیط کشت اشریشاکلای در حجم 20 میکرولیتر با جذب 57/1، در محیط کشت شیگلا با حجم های 20 و 30 میکرولیتر با جذب 62/1 و در محیط کشت استافیلوکوکوس اورئوس در حجم 20 میکرولیتر عصاره با جذب 50/1 بهترین اثر را نشان داد(جدول 5-6).
جدول4-6 عصارهA3 غلیظ شده اسفنج دریایی sp.Callyslpongiaباکتری های مورد آزمایش عصارهA3*
S. aureus
50/1
60/1
70/1 Shigella

*26

0029/10/1387-4217

بسمه تعالي
* mergeformat
تاسيس 1307
دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي حق طبع و نشر و مالکیت نتایج شماره:
تاريخ:
1- حق چاپ و تکثیر این پایان‌نامه متعلق به نویسنده آن می‌باشد. هرگونه کپی برداری بصورت کل پایان‌نامه یا بخشی از آن تنها با موافقت نویسنده یا کتابخانه دانشکده مهندسی هواوفضا دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی مجاز می‌باشد.
ضمناً متن این صفحه نیز باید در نسخه تکثیر شده وجود داشته باشد.
2- کلیه حقوق معنوی این اثر متعلق به دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی می‌باشد و بدون اجازه کتبی دانشگاه به شخص ثالث قابل واگذاری نیست.
همچنین استفاده از اطلاعات و نتایج موجود در پایان نامه بدون ذکر مراجع مجاز نمی‌باشد.
تقدیم به :
پیشگاه مقدس
یوسف زهرا(س)
قدر دانی و تشکر:
مصداق حدیث نبوی " لم یشکرالمخلوق ، لم یشکرالخالق " از کلیه عزیزانی که در تمامی مراحل انجام این پایان نامه حقیر را یاری نموده بخصوص از زحمات بی شائبه اساتید گرانقدر آقایان دکتر ایرانی و دکتر باقری کمال تشکر و قدردانی را مینمایم و از صبر و شکیبایی همسر مهربان و فرزند عزیزم که در این چند ساله سختی بسیاری را متحمل شده اند و همچنین دعای خیر والدینم که در همه مراحل زندگی پشتوانه ای محکم ، فراروی زندگی ام بوده ، نهایت امتنان و سپاسگزاری را دارم.امید است که این مجموعه پاسخی مثبت به تمامی تلاش ها و زحمات این عزیزان باشد.
مهدی قانعی مطلق
-279400-26225500چکيده
با توجه به اهميت پديده آيروالاستيسيته و ناپايداري هاي ناشي از آن از ابتداي پرواز تا کنون ، مطالعات گسترده اي براي بررسي عملکرد آيروالاستيسيته سازه هاي هوايي مخصوصاً در زمينه هاي ناپايداري ديناميکي انجام پذيرفته است.
هدف از ارائه کار حاضر بررسي مرز ناپايداري فلاتر پانل مربعي شکلي است که در جريان مافوق صوت ودر سرعتي بيش از 1.6 برابر سرعت صوت قرار مي گيرد.شرايط مرزي که براي اين پانل در نظر گرفته شده است دوسر آزاد و دو سر تکيه گاه ساده مي باشد. براي شبيه سازي جريان آيروديناميکي از تئوري شبه پايا پيستون مرتبه اول که در سرعت ماخ 1.6 به بعد داراي جواب هاي قابل قبولي است استفاده مي شود.
در ابتداي اين پژوهش پس از ارائه مقدمه و تاريخچه اي درباره فلاتر؛ توضيحاتي در رابطه با علم آيروالاستيسيته و مفاهيم مربوط به آن آورده شده است .سپس در فصل بعد توضيحاتي درباره الگوريتم ژنتيک و کارکرد آن و نحوه بهينه سازي توسط اين نرم افزار آمده است. در قسمت بعد که مي توان از آن به مهمترين بخش اين پژوهش اشاره کرد در ابتدا توضيحاتي در باب تئوري پيستون مرتبه اول آمده و سپس معادله حرکتي پانل کلاسيک ، همراه با معادله استرينگر وريب ؛که توسط تير برنولي مدل شده و نحوه تداخل و اثرپذيري آنها بر يکديگر بيان مي شود و در نهايت منجر به معادله حرکت پانل تقويت شده در جريان مافوق صوت مي گردد . براي حل اين معادله نيز از روش مودهاي فرضي استفاده شده است . اين کار ابتدا براي يک پانل تقويت نشده مورد بررسي قرار گرفته؛ سرعت و فرکانس ناپايداري اين پانل را محاسبه نموده ونتايج بدست آمده با ديگر منابع مقايسه گرديده است که نتايج حاصل از مطلوبيت خوبي برخودار است و سپس براي ادامه کار ، با قرار دادن ريب و استرينگر پانل را تقويت کرده و مجدداً آنرا در جريان مافوق صوت قرار داده و سرعت ناپايداري ديناميکي فلاتر را بدست مي آوريم.
پس از آن ؛ تأثير پارامترهاي مختلف طراحي از قبيل ابعاد پانل ، ابعاد ريب و استرينگر و... بر سرعت فلاتر ارزيابي مي شود . و در نهايت به کمک الگوريتم ژنتيک و با نوشتن تابع قيد وهمچنين تابع هدفي که ميل درجهت افزايش سرعت ناپايداري و کاهش وزن دارد، براي مقادير مختلف تابع وزني کار بهينه سازي را انجام داده و بهترين پارامترهاي طراحي را براي اين منظور بدست مي آوريم ودر پايان به ارائه نتايج و پيشنهادات مي پردازيم.
کلمات کليدي: آيروالاستيسيته-فلاتر پانل – پانل تقويت شده – الگوريتم ژنتيک – ناپايداري ديناميکي-مود فرضي
فهرست مطالب
TOC o "1-3" h z u فصل اول: مقدمه و تاريخچه PAGEREF _Toc304978726 h 11-1- مقدمه PAGEREF _Toc304978727 h 11-2- تاريخچه فلاتر و مروري برکارهاي پيشين PAGEREF _Toc304978728 h 4فصل دوم: آيروالاستيسيته و مفاهيم آن PAGEREF _Toc304978729 h 132-1- آيروالاستيسيته PAGEREF _Toc304978730 h 132-2- پديده‌هاي آيروالاستيک PAGEREF _Toc304978731 h 142-2-1- پديده هاي استاتيکي PAGEREF _Toc304978732 h 152-2-1-1- واگرايي PAGEREF _Toc304978733 h 152-2-1-2- اثرپذيري و معکوس پذيري سيستم کنترل سطوح PAGEREF _Toc304978734 h 172-2-2- پديده هاي ديناميکي PAGEREF _Toc304978735 h 182-2-2-1- بافتينگ PAGEREF _Toc304978736 h 182-2-2-2- پاسخ ديناميکي PAGEREF _Toc304978737 h 192-2-2-3- فلاتر PAGEREF _Toc304978738 h 212-2-2-3-1- فلاترکلاسيک(خطي): PAGEREF _Toc304978739 h 212-2-2-3-2- فلاتر غيرکلاسيک(غيرخطي): PAGEREF _Toc304978740 h 222-3- انواع فلاتر PAGEREF _Toc304978741 h 23فصل سوم: الگوريتم ژنتيک PAGEREF _Toc304978742 h 303-الگوريتم ژنتيک PAGEREF _Toc304978743 h 303-1- مقدمه: PAGEREF _Toc304978744 h 303-2- بهينه محلي و بهينه کلي: PAGEREF _Toc304978745 h 333-3- بهينه سازي: PAGEREF _Toc304978746 h 333-3-1- تعيين متغيرهاي بهينه سازي PAGEREF _Toc304978747 h 353-3-2- تشکيل تابع هدف PAGEREF _Toc304978748 h 353-3-3- قيود مسأله PAGEREF _Toc304978749 h 363-3-4- تعيين روش بهينه سازي PAGEREF _Toc304978750 h 363-4- الگوريتم ژنتيک چگونه عمل ميکند؟ PAGEREF _Toc304978751 h 373-5- روشهاي انتخاب PAGEREF _Toc304978752 h 393-5-1- انتخاب بهترين پارامتر(نخبه سالاري) : PAGEREF _Toc304978753 h 393-5-2- انتخاب چرخ گردون PAGEREF _Toc304978754 h 393-5-3- انتخاب مقياس PAGEREF _Toc304978755 h 393-5-4- انتخاب رقابتي PAGEREF _Toc304978758 h 393-6- مزاياي استفاده از الگوريتم ژنتيک PAGEREF _Toc304978759 h 39فصل چهارم: فلاترپانل مستطيلي PAGEREF _Toc304978760 h 414-1- تئوري پيستون: PAGEREF _Toc304978761 h 414-2- طرح مسأله: PAGEREF _Toc304978765 h 444-3- تيرهاي تقويت کننده : PAGEREF _Toc304978766 h 484-4- پانل تقويت شده: PAGEREF _Toc304978767 h 514-5- محاسبه سرعت فلاتر : PAGEREF _Toc304978768 h 534-6- ناپايداري پانل تقويت شده با ريب و استرينگر: PAGEREF _Toc304978769 h 594-7- تأثير ديگر پارامترها بر سرعت فلاتر: PAGEREF _Toc304978770 h 624-7-1- اثر تعداد ريب و استرينگر: PAGEREF _Toc304978771 h 624-7-1-1- تعداد استرينگر PAGEREF _Toc304978772 h 624-7-1-2- تعداد ريب PAGEREF _Toc304978773 h 634-7-2- اثر ضخامت پانل ، ريب و استرينگر: PAGEREF _Toc304978774 h 634-7-2-1- ضخامت پانل PAGEREF _Toc304978775 h 634-7-2-2- ضخامت ريب PAGEREF _Toc304978776 h 644-7-2-3- ضخامت استرينگر PAGEREF _Toc304978777 h 654-7-3- اثر ارتفاع ريب و استرينگر : PAGEREF _Toc304978778 h 654-7-3-1- ارتفاع ريب PAGEREF _Toc304978779 h 654-7-3-2- ارتفاع استرينگر PAGEREF _Toc304978780 h 66فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات PAGEREF _Toc304978781 h 715-1- نتيجه گيري: PAGEREF _Toc304978782 h 715-2- پيشنهادات : PAGEREF _Toc304978783 h 72منابع و مراجع73
فهرست شکل ها
فصل اولTOC h z c "شکل(1-"شکل(1- 1) مود طبيعي و مود فلاتر براي يک پانل مربعي[] PAGEREF _Toc354956139 h 1شکل(1- 2): شمائي از پديده فلاتر پانل[3] PAGEREF _Toc354956140 h 2فصل دومTOC h z c "شکل(2-"
شکل(2- 1): مسايل مطرح شده در آيروالاستيسيته PAGEREF _Toc354956075 h 13شکل(2- 2) : تقسيم بندي پديده هاي آيروالاستيکي PAGEREF _Toc354956076 h 14شکل(2- 3 ): ممان پيچشي وگشتاور پيچشي ناشي از بارهاي آيروديناميکي PAGEREF _Toc354956077 h 16شکل(2- 4): توزيع نيروي ليفت ايجاد شده روي بالي با طولL PAGEREF _Toc354956078 h 16شکل(2- 5): تاثير سرعت بر عملکرد ايلرون[27] PAGEREF _Toc354956079 h 17شکل(2- 6):شتاب ايجاد شده در نوک بال و بدنه در هنگام عبور از يک تندباد PAGEREF _Toc354956080 h 20شکل(2- 7): حرکت خمشي و چرخشي براي يک ايرفويل در حال فلاتر PAGEREF _Toc354956081 h 23شکل(2- 8): شکست پل تاکوما در سال 1940 PAGEREF _Toc354956082 h 24شکل(2- 9):قسمت هاي ايرفويل مانند روي يک هواپيماي مدل PAGEREF _Toc354956083 h 25شکل(2- 10):حرکت گردابي سيلندر در جريان هوا PAGEREF _Toc354956084 h 26شکل(2- 11): فلاتر چرخشي موتور PAGEREF _Toc354956085 h 26شکل(2- 12): فلاتر ايرفويل مدل و مودهاي آن PAGEREF _Toc354956086 h 27شکل(2- 13): فلاتر بال/شهپر مدل و مودهاي آن PAGEREF _Toc354956087 h 28شکل(2- 14): منحني فرکانس- سرعت و دمپينگ – سرعت درشرايط فلاتر PAGEREF _Toc354956088 h 28شکل(2- 15): تأثيرتقويت کننده ها بر فلاتر PAGEREF _Toc354956089 h 29فصل سومTOC h z c "شکل(3-"
شکل(3- 1): نمايي از نقطه بهينه محلي و بهينه کلي PAGEREF _Toc304277492 h 32شکل(3- 2): نمودار شماتيک سه نوع فرزند نخبه؛ تقاطع و جهش PAGEREF _Toc304277493 h 38فصل چهارمTOC h z c "شکل(4-"شکل(4- 1): مشخصات پانل تحت فشار ناشي از تئوري پيستون[32] PAGEREF _Toc354956167 h 41شکل(4- 2): جريان هوا بر روي پانل سه بعدي[32] PAGEREF _Toc354956168 h 43شکل(4- 3): پانل تخت با تقويت کننده هاي متعامد PAGEREF _Toc354956169 h 44شکل(4- 4): نمودار ميرايي پانل تقويت نشده به روش مود فرضي PAGEREF _Toc354956170 h 55شکل(4- 5): نمودار فرکانس پانل تقويت نشده به روش مود فرضي PAGEREF _Toc354956171 h 55شکل(4- 6): نمودار فرکانس برحسب ماخ براي پانل تقويت نشده PAGEREF _Toc354956172 h 56شکل(4- 7): نمودار فرکانس و ميرايي پانل به روش اجزاء محدود PAGEREF _Toc354956173 h 57شکل(4- 8): نمودار فرکانس و ميرايي پانل با نرم افزار نسترن PAGEREF _Toc354956174 h 58شکل(4- 9): سطح مقطع ريب و استرينگر PAGEREF _Toc354956175 h 59شکل(4- 10): نمايي از پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354956176 h 60شکل(4- 11): نمودار ميرايي پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354956177 h 60شکل(4- 12): نمودار فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب ويک استرينگر PAGEREF _Toc354956178 h 61شکل(4- 13): نمودار ميرايي و فرکانس با استفاده از نرم افزار براي يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354956179 h 62شکل(4- 14): نمودار همگرايي تابع هدف به سمت نقطه بهينه وبهترين مقادير متغيرها PAGEREF _Toc354956180 h 68
فهرست جداول
TOC h z c "جدول(4-"جدول(4- 1): ضرايب تابع تير براي شرايط مرزي مختلف PAGEREF _Toc354955524 h 46جدول(4- 2): خواص فيزيکي پانل و سيال مورد بررسي PAGEREF _Toc354955525 h 54جدول(4- 3): مقايسه نتايج روش حاضر با روش اجزاء محدود و نرم افزار نسترن PAGEREF _Toc354955526 h 56جدول(4- 4): مقايسه نتايج روش حاضر با نرم افزار نسترن براي پانل تقويت شده PAGEREF _Toc354955527 h 61جدول(4- 5): اثر تعداد ريب و استرينگر بر سرعت و فرکانس فلاتر PAGEREF _Toc354955528 h 63جدول(4- 6): تأثير ضخامت پانل بر سرعت و فرکانس پانل تقويت نشده PAGEREF _Toc354955529 h 64جدول(4- 7): تأثير ضخامت پانل بر سرعت و فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354955530 h 64جدول(4- 8): تأثير ضخامت ريب بر سرعت و فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354955531 h 65جدول(4- 9): تأثير ضخامت استرينگر بر سرعت و فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354955532 h 65جدول(4- 10): تأثير ارتفاع ريب بر سرعت و فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب ويک استرينگر PAGEREF _Toc354955533 h 66جدول(4- 11): تأثير ارتفاع استرينگر بر سرعت و فرکانس پانل تقويت شده با يک ريب و يک استرينگر PAGEREF _Toc354955534 h 66جدول(4- 21): مقادير بهينه شده براي متغيرهاي طراحي و تابع هدف PAGEREF _Toc354955535 h 68جدول(4- 31): مقادير بهينه شده براي ضرایب وزنی مختلف PAGEREF _Toc354955536 h 69جدول(4- 41): مقادير قیود مسأله بر اساس مقادیر مختلف بهينه شده در جدول قبل PAGEREF _Toc354955537 h 70
فهرست علايم اختصاری
چگالی جریان آزاد........................ :ρ∞جابجايي عرضي تير: Wi=Wi(y,t)سرعت جریان آزاد ....................... : U∞زاويه پيچشي تير ..... :θi=θi(y,t)عددماخ ................ : M=U∞aسختي خمشي تير ......................... : EIiψ :xزاويه بردار سرعت و جهت محور سختي پيچشي تیر ...................... : GJiمدول الاستيسيته ............................. : E سختي پيچشي غیر یکنواخت : EIiwنسبت پواسون .................................. : υجرم بر واحد طول ....................... : ρAiچگالي جسم ........................................ : ρممان اينرسي جرمي بر واحد طول: ρIi0جابجايي عرضی :w=w(x,y,t)دامنه مودال مود ................ : Win،θinسختي خمشي پانل :D=Eh312(1-υ2)ماتريس جرم .................................... : Mاپراتور باي هارمونيک ..................... :∇4ماتريس سختي ................................ : Kدلتاي ديراک ..................................... : δماتريس دمپينگ .............................. : Cدامنه مودال مود (m,n) پانل : دلتاي كرونكر ................................ : δijفرکانس چرخشي پانل ................... : ωانحراف وتغييرشکل پانل ................. : موقعيت تابع فرضي ................ : xi ، yjمود (m,n) سختي مودال .... : Kmnمود (m,n) از جرم مودال .... :μmnضريب دمپينگ مودال ........... : Cmnطول پانل ........................ : a عرض پانل ...................... : b ضخامت پانل ........................ : h 2762252413000فصل اول: مقدمه و تاريخچه1-1- مقدمهفلاتر پانل؛ ناپايداري ديناميكي و خود تحريك يك صفحه نازك يا متعلقات سازه اي ورق مانند يك وسيله پرنده ميباشد.و يك پديده آيروالاستيكي سوپرسونيك/هايپرسونيك است كه اغلب در سرعتهاي بالاي هواپيما يا موشك ها اتفاق ميافتد.پديده اي است كه معمولا با افزايش دماي سطوح خارجي وسايل پرنده اي كه در سرعت هاي بالا پرواز ميكنند همراه است.بخاطر نيروهاي فشاري آيروديناميكي روي پانل ، دو مود ويژه سازه با يكديگر تركيب ميشوند ومنجر به اين ناپايداري ديناميكي ميگردند. REF _Ref303990077 * MERGEFORMAT شکل(1- 1)

شکل(1- SEQ شکل(1- * ARABIC1)مود طبيعي و مود فلاتر براي يک پانل مربعي[]شكل خرابي اين پديده خستگي است كه ناشي از نوسانات با دامنه محدود ميباشد. فلاتر سوپرسونيك پانل ها و ورقها باعث شد تا يك ديدگاه بسيارمهم براي طراحي اين وسايل لحاظ گردد وتحقيقات تجربي و تحليلي بسيار زيادي در اين مورد انجام پذيرد.
براي افزايش فشار ديناميكي بحراني يا حذف نوسانات با دامنه محدود طرح هاي مهمي ارايه گرديد.چاره معمول و متداول براي اين مشكل،تقويت كردن پانل هايي است كه در معرض خطر فلاتر قرار دارند كه اين خود باعث بوجود آمدن وزن اضافي در طراحي است.[]
فلاتر پانل به عنوان نوسانات خودتحريك پوسته خارجي يك وسيله پرنده هنگاميكه در معرض جريان هوا قرار ميگيرد، تعريف ميشود.از سال 1950 مساله پانل فلاتر مورد توجه وتحقيق قرار گرفت اما زياد جالب توجه نمي نمودتا زمانيكه هواپيماهاي ترابري با سرعت بالا و جنگنده هاي تاكتيكي، مخصوصاً جنگنده اف-22 شروع به كار كردند.در سرعت هاي بالاي وسيله پرنده ، پوسته خارجي ممكن است تحت ارتعاش خودتحريك ناشي از بارگذاري آيروديناميكي قرار گيرد كه اين پديده را فلاترپانل مي نامند.
فلاتر پانل بطور معمول بادامنه ارتعاش بالا در4/3 طول پانل اتفاق مي افتد. اين پديده باعثمي شود كه پانل هاي پوسته وسيله پرنده بطور جانبي وبا دامنه زياد شروع به ارتعاش كند و باعث تنش هاي صفحه اي نوساني گردد؛ که در واقع اين تنش ها سبب پديده خستگي در پانل مي شوند.[]

شکل(1- SEQ شکل(1- * ARABIC2): شمائي از پديده فلاتر پانل[ NOTEREF _Ref303978936 h * MERGEFORMAT 3]براي تخمين فشار ديناميكي فلاتر از آناليز خطي سازه استفاده مي شود، اما هنگاميكه ارتعاشات قبل از فلاتر با دامنه زياد شروع مي شود استفاده از تكنيك هاي مدل غير خطي الزامي است .اگر چه آناليز خطي، رشد نمايي دامنه ارتعاش را با افزايش فشار ديناميکي در شرايط قبل از فلاتر تخمين مي زند. با اين وجود ،تحت آن شرايط ارزش چنداني ندارد و ارتعاش پانل از تنش هاي صفحه اي مانند تنش هاي خمشي که منجر به نوسان با چرخه محدود مي شود تأثير مي گيرد. بنابراين خرابي پانل در فشار ديناميکي قبل از فلاتر اتفاق نمي افتد، اما وقتي که اين پديده تکرار شود عمر خستگي پانل کاهش مي بابد.
روش هاي مختلفي براي تخمين وضعيت انتقالي فلاتر پانل که طبيعتاًيک پديده غيرخطي است استفاده شده است؛ روش هاي انتقالي مودال با انتگرال گيري مستقيم عددي،تعادل هارمونيک،روش اغتشاشات و روش المان محدود غيرخطي ازجمله روش هايي است که براي اين منظور استفاده گرديده است.
بارگذاري آيروديناميکي روي پانل همچنين با استفاده از روش هاي مختلفي انجام پذيرفته است؛جريان پتانسيل ناپايدار سوپرسونيک، جريان پتانسيل خطي شده وتئوري پيستون شبه پايدار.که تئوري پيستون مرتبه اول نسبت به ساير موارد بيشتر مورد استفاده قرار گرفته و بوسيله اشلي و زارتاريان معرفي شده است که در عددهاي ماخ بالا(M>1.6) دقت قابل قبولي دارد.[]
در شرايط پروازي فلاتر پانل( معمولاً شرايط پرواز سوپرسونيک)، اين پديده با افزايش درجه حرارت همراه است که ناشي از گرماي اصطکاک لايه هاي مرزي و حضور موج هاي ضربه اي مي باشد، که باعث پيچيدگي مسأله و کاهش سختي پانل و معرفي بارگذاري حرارتي است و همچنين ممکن است که با تغيير شکل هاي کمانشي همراه باشد.
1-2-تاريخچه فلاترو مروري بر کارهاي پيشينهواپيماهاي ابتدايي قادر بودند با سرعت زيادي پرواز کنند و شايد فلاتر عامل مهمي در بسياري سوانح هوايي در آن زمان بود. پديده فلاتر براي اولين بار در سال 1916 ميلادي روي يک هواپيماي بمب افکن در لانچستر انگليس نمايان شد که مکانيزم فلاتر شامل کوپلي از مودهاي پيچشي بدنه و مود چرخشي و نا متقارن الويتور بود. الويتور ها در اين هواپيما بطور مستقل از هم عمل مي کردند که براي حل اين مشکل الويتورها به يکديگر متصل شدند وبه طور همزمان وبا يکديگر کار مي کردند[] .
فلاتر سطوح کنترل در طول جنگ جهاني اول نمود پيدا کرد؛ فلاتر ايلرون به طور گسترده اي در اين زمان شيوع پيدا کرد[] . فان بومهور و کونينگ پيشنهاد استفاده از يک وزنه تعادلي ، حول لولاهاي سطوح کنترل را به عنوان وسيله اي جهت جلوگيري از فلاتر دادند. اگر چه بعد از آن چند نمونه فلاتر کم خطر سطوح کنترل بوجود آمد .
بعد از جنگ جهاني اول، با پيشرفت سريع سازه هاي هوايي ، فلاتر بال بيشتر نمايان شد؛ به طوري که فلاتر سطوح مقدماتي، تقريباً در سال 1925 پديد آمد[]. شکل ديگري از فلاتر که در سال 1930 پديد آمد ؛ فلاتر بالچه هاي کنترلي بود که شيوع زيادي پيدا کرد وبين سالهاي 1947 تا 1956 تنها 11 مورد در هواپيما هاي نظامي اتفاق افتاد. حتي امروزه اين نوع فلاتر هنوز به عنوان يک مشکل شناخته مي شود. درهر دو نمونه جنگنده هاي اف-100 و اف-14 ، فلاترسطح کنترلي رادر همراه با صدا ايجاد شد . سرعت هاي مافوق صوت ، همچنين يک نوع جديدي از فلاتر را با عنوان فلاتر پانل معرفي کردند. اين نوع از ناپايداري منجر به خرابي ناگهاني ناشي از پديده خستگي مي شود که اجتناب از اين پديده را بسيار مهم کرده است.
مخازن خارجي روي هواپيما نيز باعث ناپايداري ميگردند به طوري که در سال 1947 تا1956 ، هفت مورد فلاتر مخازن پديد آمد. مخازن حمل شونده با هواپيماهاي اف-18 ، اف-16 و اف-111 يک ناپايداري آيروالاستيکي را با عنوان نوسان چرخه محدود ايجاد کردند[-].اگر چه اين نوسانات اغلب به نوسانات سينوسي با دامنه محدود شهرت دارند اما تست هاي پروازي نشان داده که دامنه ممکن است به عنوان تابعي از زاويه حمله و سرعت هوا کم ويا زياد شود.
دانشمندان و مهندسين پس از مطالعه فلاتر، با بيان تئوريها و ابزارآلات محاسباتي، مؤفق به تجزيه و تحليل رفتار فلاتر شدند. در سالهاي 1920 و 1930، تئوري آيروديناميک غير دائم ارائه شد.30سال بعد،تئوري آيروديناميک نوار،مدل سازه اي تير،روش هاي سطوح بالابر غير دائم و آناليز توسعه داده شده مدل هاي المان محدود مورد بررسي قرار گرفت. با ظهور کامپيوتر هاي ديجيتالي روشهاي قدرتمند ديگري توسعه داده شدندکه به ترتيب شامل تئوريهاي آيروديناميکي و مدل کردن سازه با المان محدود، تئوري کنترل (مخصوص آيروالاستيسيته) و ديناميک سازه مي باشد.

*30

1-1-بیان مسئله:روانشناسان، اعتماد به نفس مثبت یا همان عزت نفس را بعنوان هسته مرکزی سازگاری اجتماعی قلمداد می کنند که این، دیدگاه گسترده و تاریخی طولانی دارد. یافته‌های تجربی جدید، ارتباط بین عزت نفس با عملکرد مؤثر و مطلوب را اثبات نموده اند و بیان شده که بسیاری از مشکلات انسان‌ها محصول عزت نفس ما بین افراد است، اگر فرد به خود بها دهد، کمتر به احساس‌های منفی و افکار آزار دهنده تن می دهد و بین اعمال خویش و باورها و اعتقادات خود هماهنگی ایجاد می کند. عزت نفس نگرش مستمری است که شخص راجع به ارزشمندی خویش دارد. قضاوت شخصی و خودارزشمندی که شخص درباره ی خودش دارد، عزت نفس نام دارد.
عزت نفس از نظر روزنبرگ دو مؤلفه دارد:1- احساس خودارزشمندی مبتنی بر ارزیابی خویشتن2- احساس کارآمدی مبتنی بر مشاهده ی آثار کارهای فرد(انصاری نژاد، 1389)
نوجوانی که احساس خوبی نسبت به خود دارد به طور معمول نسبت به زندگی احساس مثبتی دارد و این حس مثبت و خوشایند باعث می شود نوجوان در مقابله با مشکلات و اتفاقات زندگی با توانایی و اطمینان رفتار کند. شخصی که عزت نفس بالایی دارد، لبخند می زند، از نگاه فرار نمی‌کند، با استقامت می‌ایستد و به طور کلی یک احساس مثبت ارائه می‌دهد، دیگران هم به احساس مثبت او پاسخ می دهند، وی را می‌پذیرند و جذبش می‌کنند.
در مقابل،کسی که عزت نفس پایینی دارد، احساس بی‌کفایتی، عدم اطمینان، ناامیدی، بهانه جویی و اضطراب دارد. وی دامنه محدودی از عواطف و احساسات دارد و به آسانی تحت تأثیر دیگران قرار می‌گیرند. متأسفانه تأثیرپذیری افرادی که عزت نفس پایینی دارد، عامل هدایت کننده آنها به سوی بزهکاری است و به این دلیل توجه بیشتر به مسئله عزت نفس از اولویت‌های اصلی روانشناسان و دست اندرکاران امور تربیتی جامعه بوده که نیروی انتظامی هم بعنوان یک سازمان اجتماعی که علاوه بر برخورد با جرایم و بزهکاری نوجوانان، در فکر ارائه راهکارهای مورد نیاز بر اساس پزوهش‌های علمی است. و افراد دخیل در این مقوله که اساتید و دانشجویان باشند، می توانند با پرداختن به تحقیق و پژوهش در خصوص عزت نفس نوجوانان کمک شایانی به افراد جامعه بالأخص والدین نموده تا گرهی از مشکلات جامعه را بگشایند. مشکلی که در اینجا مطرح است بزهکاری نوجوانان پسر است که این امر نیز منبعث از عوامل گوناگونی است که از این عوامل عزت نفس یا پایین بودن آن سهم به سزایی را داشته و دارد.
مطالعات انجام شده رابطه بین عزت نفس فرد و اشرافیت وی به توانایی‌های خود که بر میزان موفقیت یا عدم موفقیت فرد تأثیرگذار هست را مورد تأیید قرار داده است. افزایش عزت نفس باعث می شود احساس ارزشمندی و توانمندی در فرد احیاء شود و تغییرات مثبتی، چون افزایش پیشرفت تحصیلی، افزایش تلاش برای کسب موفقیت، داشتن اعتماد به نفس و بلند همت بودن، تمایل به بهداشت سلامت بیشتر، لذت بردن از روابط دیگران و پیش بینی مثبت نسبت به موقعیت‌های بعدی در او پدیدار می‌شود. (برماس، 1383) عزت نفس موجب خواهد شد که فرد در امورات شخصی از قبیل کار و تحصیل و غیره موفق باشد این موفقیت فرد در ارتقاء جایگاه اجتماعی وی تأثیر گذاشته و علاوه بر آن، موجبات سلامت جامعه را نیز فراهم خواهد نمود.
در این تحقیق دو مسئله عمده وجود دارد،یکی عزت نفس که بعنوان متغییر مستقل و دیگری بزهکاری نوجوانان که متغییر وابسته محسوب می شود(xعبارتست ازعزت نفس وyعبارتست از بزهکاری) و به این مسائل پرداخته خواهد شد که آیا وجود یا عدم وجود عزت نفس می تواند بر بزهکاری نوجوانان تأثیر داشته باشد؟ ضمناً عوامل تأثیرگذار بر عزت نفس نیز مورد بحث قرار خواهدگرفت و در ادامه بدنبال آن هستیم که عزت نفس و تأثیر آن را در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز(مطالعه موردی دانش آموزان اول و دوم دبیرستان های دولتی در سال 1392)مورد بررسی قرار داده و تبیین نماییم.
1-2-اهمیت وضرورت تحقیق: پایین بودن عزت نفس یکی از متداول ترین مشکلات روانی در میان افراد جامعه به خصوص نوجوانان است، مشکل و ضعفی که بر همه جنبه‌های زندگی تأثیر منفی می‌گذارد. ندادن ارزش و اعتبار به خویشتن نه تنها موجب خرابی رابطه شخص با خود می شود بلکه در ارتباطات شخصی فرد با والدین، فرزندان و خلاصه همه اطرافیان صدمات شدیدی وارد می سازد. این احساسات انسان را از پای در می آورد و احساسات مخربی چون تشویق، نگرانی، خجالت، سرخوردگی، حسادت، دشمنی و ترس را برانسان غالب می سازد. اهمیت داشتن عزت نفس و عدم آن، شباهت زیادی به شکست و پیروزی و یا مرگ و زندگی دارد.
میزان موفقیت نوجوانان در آینده بستگی زیادی به میزان عزت نفس آنان داشته و این امر از نتایج تحقیقات گسترده ای که توسط روانشناسان مختلف دنیا صورت گرفته استنباط می شود. (فیض الهی،1392)
تحقیقات صورت گرفته بالأخص درکشورهای خارج، نشان از ارتباط معنادار بین اعتماد به نفس مثبت و عزت نفس با موفقیت یا عدم موفقیت فرد در تمام جنبه‌های زندگی اعم از علمی، اجتماعی،اقتصادی و غیره را می دهد. ولی به این موضوع در داخل کشور ما و یا حدأقل در دانشگاه پلیس زیاد پرداخته نشده و به نظر می رسد که عزت نفس می تواند نقش تعیین کننده ای در امر پیشگیری از بزهکاری نوجوانان داشته باشد و اگر عزت نفس در دوران کودکی و نوجوانی مورد توجه قرار گرفته و به ارتقاء آن در سنین جوانی و بزرگسالی نیز توجه شود، می تواند در سالم سازی فضای جامعه مؤثر باشد.
تحقیقات مربوط به رابطه عزت نفس و بزهکاری و یا تأثیر آن در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان بسیار با اهمیت بوده و می تواند نتایج حاصله در ناجا و سازمان‌هایی به مانند آموزش و پرورش،سازمان بهزیستی و سایر سازمان‌های خدمات اجتماعی از قبیل کانون‌های اصلاح و تربیت و غیره مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از این تحقیق، با توجه به متفاوت بودن قلمروی جغرافیایی اش با تحقیقات پیشین، متفاوت از تحقیقات مشابه در این زمینه خواهد بود. می خواهیم به این نقطه برسیم که با وجود فرهنگ غنی و اسلامی که در جامعه ما بوده است و این همه تأکید بر تربیت اسلامی از سوی سازمان‌ها، نهادها، دانشمندان و متفکران اسلامی و بالأخص خانواده‌ها، چقدر بر میزان ارتقاء عزت نفس موجب شده؟ و آیا عزت نفس به میزان مطلوبی در بین نوجوانان ما وجود داشته و دارد؟
مطالعات مختلف نشان داده که حدود یک سوم نوجوانان عزت نفس کمی دارند، این عزت نفس کم، می‌تواند موقتی باشد اما در موارد جدی و شدید سبب افسردگی، بی اشتهایی عصبی، بزهکاری و حتی خودکشی شود. ابعاد مختلف عزت نفس کلی پایین با رفتارهای انحرافی و بزهکاری همبستگی بالایی دارد. با توجه به اوضاع محیطی ممکن است عزت پایین سبب انحراف و بزهکاری شود. نوجوانانی که تحقیر می شوند یا شکست می خورند برای افزایش میزان عزت نفس خودشان ممکن است رفتارهای بزهکارانه انجام دهند.(انصاری نژاد، 1391)
پس نشان دادن الگوهای صحیح، رفتارها و هنجارهای مورد قبول و پسند محیط و جامعه می تواند کمک شایانی بدین گونه نوجوانان نماید. در این میان اصرار بیشتر روانشناسان بر ابراز محبت بی قید وشرط از سوی والدین نسبت به نوجوانان دارای شرایط احتمال گرایش به بزهکاری و یا نوجوانانی که اشتباهات جزئی داشته و هنوز بعنوان یک بزهکار تلقی نمی شوند، بر اهمیت توجه به عزت نفس می افزاید. این ابراز محبت می تواند تأثیر معجزه آسایی در ارتقاء عزت نفس فرزندان داشته باشد، به شرطی که همان اسلوب صحیح در برخورد با آن نوع از نوجوانان رعایت گردد.
1-3-اهداف تحقیق:1-3-1-هدف کلی:بررسی تأثیر عزت نفس در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392.
1-3-2-اهداف جزئی:1-بررسی تأثیر عزت نفس خانوادگی در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392.
2-بررسی تأثیر عزت نفس اجتماعی در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392.
3-بررسی تأثیر عزت نفس تحصیلی در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392.
1-4-سوالات تحقیق:1-4-1-سؤال اصلی:عزت نفس چه تأثیری در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسرشهر تبریز در سال 1392 دارد؟
1-4-2-سؤالات فرعی:1- عزت نفس خانوادگی چه تأثیری در پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسرشهر تبریز در سال 1392 دارد؟
2-عزت نفس اجتماعی به چه میزان درپیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسرشهر تبریز در سال 1392 تأثیر دارد؟
3- عزت نفس تحصیلی چه تأثیری در بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392 دارد؟
1-5- فرضیات:1-5-1-فرضیه اصلی:بین عزت نفس و پیشگیری از بزهکاری نوجوانان پسرشهر تبریز در سال 1392 رابطه معناداری وجود دارد.
1-5-2-فرضیه های فرعی:1-بین عزت نفس خانوادگی و بزهکاری نوجوانانپسرشهر تبریز در سال 1392 رابطه وجود دارد.
2-بین عزت نفس اجتماعی و بزهکاری نوجوانان پسر شهر تبریز در سال 1392 رابطه معناداری وجود دارد.
3-بین عزت نفس تحصیلی و بزهکاری نوجوانانپسرشهر تبریز در سال 1392 رابطه معناداری وجود دارد.
1-6-کاربران پژوهش:نتایج و یافته‌های این تحقیق می تواند در سازمان‌های ذیل الذکر کاربرد داشته باشد:
1- ناجا (معاونت آموزش،معاونت اجتماعی) ، بدین صورت که معاونت اجتماعی ناجا در هر رده‌ای می تواند یافته‌ها و نتایج را در اختیار کارشناسان امور اجتماعی و روانشناسی قرار دهد و آنها در آموزش همگانی به خانواده‌ها و نیز در طرح تعامل و اعزام کارشناسان به محیط‌های آموزشی اعم از مدارس ابتدائی، راهنمائی و غیره مورد استفاده قرار دهند و همچنین معاونت آموزش هم می تواند این نتایج را در ارتقاء میزان عزت نفس سربازان و یا پرسنل جوانی که جدیداً به سازمان وارد شده اند مورد استفاده قرار دهد.
2-سازمان آموزش و پرورش استان آذربایجان شرقی به قطع یقین بیشترین میزان استفاده را از نتایج و یافته‌های پژوهش حاضر در امر آموزش، تربیت و اصلاح روند امور در پیشبرد هرچه بهتر نظام آموزشی خود در جهت ارتقاء سطح عزت نفس دانش آموزان نوجوان که بیشترین نقش را در عدم گرایش آنان به بزهکاری را دارد، داشته باشد.
3- کانون اصلاح وتربیت مرکز تبریز هم بدلیل اینکه تمامی نوجوانان پسر حاضر در این مرکز به طور تمام شمار مورد مطالعه وتحقیق قرار گرفته اند یکی دیگر از مراکزی است که می تواند از این تحقیق در جهت اصلاح وتربیت بهتر نوجوانان بزهکار استفاده نماید.
4-سازمان تبلیغات اسلامی استان آذربایجان شرقی به عنوان یکی از سازمان‌های دخیل در امور تبلیغ و ترویج احکام اسلامی و تربیت فرزندان بر طبق موازین اصیل اسلامی است، می تواند با نگاه به یافته‌ها و نتایج حاصل از این کار تحقیقی، نقش اساسی در راستای کمک به اولیاء و خود نوجوانان که مخاطبین اصلی در سخنرانی‌ها و نشریه‌های آن سازمان محسوب می شوند، داشته باشد.
5-اداره بهزیستی استان آذربایجان شرقی بدلیل عهده دار بودن تربیت و سرپرستی برخی از نوجوانان به اصطلاح بد سرپرست یا کودکان و نوجوانان کار و نگهداری از آنان در مراکز ویژه زیر نظر بهزیستی و با توجه به اینکه این طیف از نوجوانان استعداد بیشتری را در گرایش به بزهکاری و جرایم را دارند،می تواند با نگاه اجمالی به مطالب و یافته های این تحقیق، کارشناسان مربوطه را یاری کند.
6- غیر از سازمان‌هایی که ذکر شد سازمان و نهادهای دیگری هم می تواند از نتایج بدست آمده در این تحقیق کاربردهایی را داشته باشد ازجمله اداره بهداشت و درمان، سازمان زندان‌ها، اداره فرهنگ و ارشاد اسلامی، هلال احمر و غیره.
1-7-تعاریف مفهومی متغیرها:متغیر‌های این تحقیق عبارتند از عزت نفس که متغیر مسقل و دیگری بزهکاری که آن هم بعنوان متغیر وابسته تلقی می شود.
1-7-1- تعریف مفهومی عزت نفس:عزت نفس طبق تعريف فرهنگنامه اي: ارجمندي ذات، خود، گرامي داشتن خود، عزيز دانستن خود، خودارزیابی ( عميد، 1363)عزت نفس درجه تأیید، تصویب، و ارزشی که شخص براي خود قائل استمی باشد.1-7-2- تعریف مفهومی بزهکاری:بزهکاری یعنی رفتارهای خلاف قانون کیفری و هم خلاف قوانین مقررات اجتماعی حاکم بر جامعه،مانند قوانین راهنمائی و رانندگی، قوانین مدنی و یا مجموعه قوانینی که مختص یک جامعه ی فرعی و یا کوچک در کشور است مانند قوانین و مقررات در مدارس، ادارات و نیز رفتارهای خلاف هنجارها و ارزش‌های مورد پذیرش عموم در جامعه می باشد. مانند فعالیت مربوط به خشونت، اخلال در نظم خانه و خانواده و برخی بزهکاری‌های پنهان نوجوانان. (بلسیر، 1391)
فصل دوم:
ادبیات تحقیق
مقدمه:این فصل به عنوان ادبیات تحقیق یا همان مبانی نظری به دوبخش عمده تقسیم شده است بخش اول بیان مطالبی است در خصوص عزت نفس، پیشگیری، نوجوانی، بزهکاری نوجوانان، تعاریف و نظریه‌های گوناگونی که در این خصوص از سوی روانشناسان و کارشناسان مطرح در این زمینه‌ها ارائه شده است در بخش دوم با عنوان پیشینه تحقیق،به پژوهش‌ها و تحقیقاتی که با عنوان‌های عزت نفس و بزهکاری نوجوانان در داخل و خارج از کشور انجام گردیده، اشاره اجمالیشده است.
برای انسان هیچ ارزشی، مهم تر از داوری او در مورد نفس خویش نیست، تصوری که یک فرد از خویشتن دارد به طور ضمنی در همه واکنش‌های او متجلی است. نیاز به احترام و عزت نفس از نیازهای اساسی انسان است که روانشناسان بر آن تأکید دارند. عزت در همه فرهنگ‌ها ارزش و ذلت ضد ارزش به حساب می آید، مفهوم و مصداق آن در فرهنگ‌های مختلف متفاوت است. ناتانیل براندن پدر نهضت عزت نفس می نویسد:
احساس ما از خویشتن و آنچه را که در مورد خود می اندیشیم بر کلیه جوانب تجربه ما از زندگی اثر جدی و قطعی دارد. شیوه رفتار ما در کار و حرفه، در مسائل عشقی و عاطفی، در امور جنسی، در نقش پدر و مادر در رابطه با فرزندان و در پیشرفت امور زندگی همه و همه متأثر و در گرو احساس ما از نقش خویشتن است.همچنین راهگشای فهم و درک ما از خود و دیگران است. همه ی مشکلات روانی مانند اضطراب، افسردگی، اعتیاد به مواد مخدر همه و همه ریشه در عزت نفس ضعیف دارد.
عزت نفس سالم یک نیاز اصولی و اساسی برای برخورداری از یک زندگی با فرجام است.
منظور از از عزت نفس نیرومند، احساس اطمینان از شایستگی در زندگی است. معنی عزت نفس ضعیف این است که انسان خود را مناسب و لایق زندگی نداند و عزت نفس متوسط نوسان بین این دو می‌باشد.
یکی از مهم ترین صفات بشری برای رسیدن به هدف‌هایی که انسان در پیش دارد عزت نفس است. برخورداری از اراده و اعتماد به نفس قوی، قدرت تصمیم گیری و ابتکار، خلاقیت، سلامت فکر و بهداشت روانی ارتباط مستقیمی با میزان عزت نفس و احساس خود ارزشمندی دارد.
همه افراد جامعه، صرفنظر از سن،جنسیت، زمینه فرهنگی، جهت و نوع کاری که در زندگی دارند، نیازمند عزت نفس هستند. در حقیقت بررسی های گوناگون روانشناسی حاکی از آن است که چنانکه نیاز به عزت نفس ارضاء نشود، نیازهای گسترده تر نظیر نیاز به آفریدن پیشرفت یا درک استعداد بالقوه محدود می ماند. عزت که در اصل یک کلمه عربی است در لغت به معنای محکم و نفوذناپذیر است.«أرض عزیزه»یعنی زمینی که آب در آن راه نیابد. این واژه از نظر اصطلاحی اجتماعی به معنای حالتی است که از شکست انسان پیشگیری می کند و مانع مغلوب شدن او می گردد.(عسگری،1392)
بخش اول: مبانی نظری پژوهش2-1- تعاریف عزت نفس: عزت نفس دارای تعاریف متعددی است، به بعضی از مهم ترین آن‌ها پرداخته می شود.
منظور از عزت نفس، احساس و تصوری است که فرد به مرور زمان نسبت به خویشتن در ذهنمی پروراند. به عبارت ساده تر، عزت نفس یعنی ارزیابی فرد از خودش، حال این برداشت و ارزیابی می تواند مثبت و خوشایند باشد، یا منفی و ناخوشایند. (شجری، 1392)
عزت نفس1 درکی است که فرد از خود دارد، اما این درک با قضاوت‌های ارزشی همراه است و دربرگیرنده میزانی از حرمت خویش و خویشتن پذیری است.(همان منبع) بنابراین حس ذهنی و دیرپائی از میزان پذیرش خود به شمار می رود. عزت نفس از عوامل درونی و بیرونی متأثر است. عوامل درونی، عواملی هستند که از درون نشأت می‌گیرد یا خود شخص آن را ایجاد می کند. مانند: نظرها، باورها و اعمال یا رفتار. عوامل بیرونی همان عوامل محیطی هستند. پیام‌هایی که کلامی و غیر کلامی انتقال پیدا می‌کنند و تجربه‌هایی که بانی و موجب آن والدین، آموزگاران، اشخاص مهم در زندگی، سازمان دهندگان و فرهنگ هستند(براندن، 1386)
افراد با عزت نفس بالا، برون گرا، سازگار، با وجدان، دارای ثبات عاطفی و آماده تجربه کردن هستند و تمایل دارند ویژگی‌های اجتماعی مطلوبی را به خود نسبت دهند. افرادی با عزت نفس پائین، اعتماد به نفس برای درگیر شدن در انواع رفتارهای اجتماعی را ندارند و بنابراین درون گراتر هستند. (شجری،1392). در مجموع عزت نفس رابطه قوی با سازه‌های انگیزشی مثل خوش بینی، سلطه و رقابت دارد، یعنی احساس کردن خود به عنوان یک عامل شایسته و دارای توانمندی موفقیت.
استفاده از منابع انسانی با عزت نفس بالا به معنی بهره وری بالاتر برای کارفرمایان است. برای کارمندان، عزت نفس بالا افراد را سریع تر به ارتقاء و توسعه شغلی در شرکت‌ها یا هنگام تقاضا دادن برای مشاغل بهتر در سازمان‌های دیگر، می رساند. عزت نفس منابع انسانی، یکی از مؤلفه‌های مهم جنبه روان شناختی به ویژه پیرامون مؤلفه‌های نگرشی می باشد. (همان منبع).
عزت نفس میزان پذیرش خود که از عواملی از قبیل نظرها، باورها، اعمال و رفتار، عوامل محیطی و غیره متأثر می باشد که در این راستا افراد دارای عزت نفس بالا سازگار، با وجدان و دارای ویژگی‌های مطلوب اجتماعی می باشند. لیکن افراد با عزت نفس پائین درون گرا و از ویژگی‌های مطلوب اجتماعی برخوردار نمی باشند.
2-2-تعاریف عزت نفساز دیدگاه روانشناسان وجامعه شناسان:روانشناسان ونیز جامعه شناسان تعاریف عملیاتی و به اصطلاح کاربردی زیادی را مطرح نموده اند که به برخی از آنها در ذیل اشاره می شود.1ـ عزت نفس تصورات، نگرش‌ها، ارزيابي‌هايي كه شخص به طور مدام درباره خود انجام مي دهد، قضاوت شخصی و خودارزشمندی که شخص درباره خودش دارد. ( كوپر اسميت، 1967 )
2-عزت نفس قضاوتی است فردی از شایستگی که ویژه عام شخصیتی است نه یک نگرش لحظه ای یا اختصاصی برای موقعیت‌های خاص(پروین، جان،1392)
3-احساس خود ارزشمندی مبتنی بر ارزیابی خویشتنو احساس کارآمدی مبتنی بر مشاهده آثار کارهای فرد. این تعریف پرکاربردترین تعریف در مورد عزت نفس است.(رونبرگ، 1965)
4- عزت نفس یعنی احساس ارزشمند بودن که از طریق مجموعه افکار،عواطف، احساس‌ها و تجربه‌ها بدست می آید به نحوی که فرد خود را توانمند، باکیفیت و موفق می داند.(بازگیر، 1388)
عزت نفس به برآورد کلی شخصیتی از کفایت‌ها یا ارزش‌هایش مربوط می شود،عزت نفس در حقیقت اجزای برآورده شده از خودپنداره فرد است.خودپندراه نیز عبارت است از یک ارزیابی عام که بسیاری از ارزیابی‌های ویژه فردی در خصوص کفایت‌ها و ارزش‌هایش را ارئه می کند، کفایت‌ها و ارزش‌هایی که هرشخص می تواند به عنوان کودک، نوجوان و یا در هر موقعیت سنی و در هر شغل و موقعیتی در ذهن خود به همراه داشته باشد.به تعبیری دیگر قضاوتی است که افراد صرفنظر از اوضاع و احوال نسبت به خود دارند،و مبین درجه اطمینان یک فرد به ظرفیت موفقیت و به ارزش اجتماعی و شخصی خویشتن است که شامل ابعاد،حیطه‌هاو یامؤلفه‌های کلی یا عمومی، خانودگی، اجتماعی و تحصیلی می باشد و هریک از این مؤلفه‌ها و یا ظرفیت‌ها بر اساس پرسشنامه کوپر اسمیت احصاء شده و خود این مؤلفه‌ها شامل مفاهیمی است که در ذیل هریک، آورده شده است
مدل مفهومی عزت نفس کوپر اسمیت
-253365115570عزت نفس کلی
موجب عدم گرایش نوجوانان به بزهکاری می‌شود
عزت نفس تحصیلی
عزت نفس اجتماعی
عزت نفس خانوادگی
00عزت نفس کلی
موجب عدم گرایش نوجوانان به بزهکاری می‌شود
عزت نفس تحصیلی
عزت نفس اجتماعی
عزت نفس خانوادگی

پسر
41059107429500
الف- عزت نفس کلی:
ارزیابی و قضاوت فرد نسبت به کلیه ارزش‌های خود اطلاق می شود، که این جنبه از عزت نفس، سایر جنبه‌های فوق را در خود دارد و در واقع به ابعاد مختلف عزت نفس نوعی وحدت و یکپارچگی می بخشد. اگر فرد برای حیطه‌هایی که احساس خوبی در مورد آن‌ها دارد ارزش قائل شود، عزت نفس کلی اش مثبت خواهد بود و اگر آن حیطه‌ها بی ارزش شود، منجر به احساس منفی در مورد خود خواهد شد. (اسلامی نسب، 1374) خصوصیاتی که در این بعد از عزت نفس برای افراد مد نظر می باشد عبارتند از:
- تشویش خاطر ندارند.
- بدون داشتن مشکل زیاد، تصمیم می گیرند.
- جسارت گفتن حرف و سخن خود را دارند.
- به خودشان اطمینان دارند.
- به تنهایی توان انجام دادن کار خودشان را دارند و گلیمشان را از آب بیرون می کشند.
- از زندگی شان تقریباً راضی هستند.
- خودشان را خوب درک می کنند.
- ثبات در تصمیم گیری و پایبندی به آن تصمیم را دارند.
- نمی توانند خیلی چیزها را تغییر دهند.
- به سرعت نمی توانند به شرایط تازه، عادت و وفق گیرند.
- به راحتی تسلیم دیگران نمی شوند.
- نمی توانند خود را آن طور که هستند نشان و بروز دهند.
- در زندگی شان هیچ چیز قرو قاطی نیست و همه چیز جای خود را دارد.
- نسبت به خود مثبت اندیش هستند.
- از لحاظ تیب ظاهری خود را خوش استیل تر از دیگران می دانند.
- از موجودیت خود رضایت دارند.
- مورد اعتماد اطرافیان هستند.
- غالباً اهل خیالبافی نیستند، واقع بین هستند.
- خرسند از سن و سال خویش هستند.
- همیشه می دانند چه کار باید بکنند و نیازی به تذکر دیگران ندارند.
- از کارهایی که انجام می دهند رضایت خاطر دارند.
- نسبت به جنسیت خود رضایت دارند.
- انسان های از خود متشکر هستند.
- نسبت به مسائل اطراف خود آگاه بوده و به آنها اهمیت می دهند.
- در انجام وظایف محوله اغلب موفق هستند.
- با سرزنش های اطرافیان سرخورده نمی شوند.(سایت پرسمان دانش جوان www.porseman. org)
ب-عزت نفس خانوادگی: